JPH06149458A - Ultrasonic information device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は超音波送受波手段を備え
た基板の板面に入力ペンで接触することにより情報を入
力し、基板のもう一方の板面に備えられた表示画面に情
報を表示する超音波情報装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention inputs information by touching the plate surface of a substrate provided with ultrasonic wave transmitting / receiving means with an input pen, and the information is displayed on a display screen provided on the other plate surface of the substrate. The present invention relates to an ultrasonic information device for displaying.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のパソコンや電子手帳などの情報装
置は入力手段として主にキーボードが用いられている。
キーボードによる入力操作は複雑で時間がかかり、操作
の間違いが多く、このことが初心者にとって大きな障害
となっていた。また、従来のパソコンや電子手帳はキー
ボード部分とディスプレイ部分とが独立していることか
ら概して大型であった。2. Description of the Related Art In a conventional information device such as a personal computer and an electronic notebook, a keyboard is mainly used as an input means.
The input operation by the keyboard is complicated and time-consuming, and there are many mistakes in the operation, which is a big obstacle for beginners. Further, conventional personal computers and electronic organizers are generally large in size because the keyboard part and the display part are independent.
【0003】パネルに文字、記号、その他の情報を直接
書き込むことによって入力することができるペン入力コ
ンピュータには主に透明電極式および光学式タッチパネ
ルが用いられている。これらのタッチパネルは加工性、
耐久性、感度等に問題を残し、光などのまわりの環境に
影響されて誤動作しやすく、また高密度の情報をパネル
に表示しにくいという欠点を有する。ペン入力コンピュ
ータの他、電子手帳などがタッチパネルを応用すること
によって可能になる。従来のタッチパネルとしては上記
の他に抵抗膜を用いる方法と超音波を用いる方法が主に
挙げられる。抵抗膜を用いる方法は透明導電性フィルム
(抵抗膜)に触指することによりその透明導電性フィル
ムの抵抗値が変化するものであり、低消費電力であるも
のの応答時間、感度、耐久性等の点で問題を有してい
る。超音波を用いる方法は予め弾性表面波を励振させて
おいた非圧電基板に触指することによりその弾性表面波
が減衰するものである。非圧電基板に弾性表面波を励振
する従来の方法としては、バルク波振動子を用いたくさ
び形トランスデューサにより間接的に励振する方法、圧
電薄膜トランスデューサにより直接的に励振する方法等
が挙げられる。くさび形トランスデューサは超音波によ
る非破壊検査等に用いられているが、くさび角の工作精
度の問題等から比較的低い周波数領域においてのみ用い
られる。圧電薄膜トランスデューサはZnO等の圧電薄
膜を基板に蒸着しすだれ状電極により弾性表面波を励振
する方法で、すだれ状電極の構成により種々の伝送特性
を示すことから高周波デバイスとして用いられるが、U
HF,VHF帯に限られるとともに加工性や量産性に問
題がある。このようにして、従来の方法では応答時間、
感度、耐久性、工作精度、加工性および量産性等に問題
があり、使用周波数領域も制限されている。A transparent electrode type and an optical touch panel are mainly used for a pen input computer capable of inputting characters, symbols and other information directly on a panel. These touch panels have workability,
It has problems such as durability, sensitivity, etc., malfunction due to influence of surrounding environment such as light, and difficulty in displaying high-density information on the panel. In addition to a pen input computer, an electronic notebook and the like can be realized by applying a touch panel. Other than the above, the conventional touch panel mainly includes a method using a resistance film and a method using ultrasonic waves. The method using a resistance film is such that the resistance value of the transparent conductive film changes by touching the transparent conductive film (resistive film), and although the power consumption is low, the response time, sensitivity, durability, etc. Have problems in terms. In the method using ultrasonic waves, the surface acoustic wave is attenuated by touching a non-piezoelectric substrate on which the surface acoustic wave is excited in advance. As a conventional method of exciting a surface acoustic wave on a non-piezoelectric substrate, there are a method of indirectly exciting a wedge-shaped transducer using a bulk wave oscillator and a method of directly exciting a piezoelectric thin film transducer. The wedge-shaped transducer is used for non-destructive inspection by ultrasonic waves, etc., but is used only in a relatively low frequency region due to the problem of the working accuracy of the wedge angle. The piezoelectric thin film transducer is a method in which a piezoelectric thin film such as ZnO is vapor-deposited on a substrate to excite surface acoustic waves by interdigital electrodes, and since it has various transmission characteristics due to the interdigital electrode configuration, it is used as a high frequency device.
It is limited to the HF and VHF bands and has problems in workability and mass productivity. Thus, the response time in the traditional method is
There are problems in sensitivity, durability, work precision, workability, mass productivity, etc., and the frequency range used is also limited.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、加工
性、耐久性および量産性に優れ、低消費電力でしかも低
電圧駆動で、パネルに接触することにより感度の良い高
密度の情報を入力することができるとともに情報を前記
パネルに表示することができ、小型軽量で薄型で、携帯
に便利で、パネル操作が簡単な情報装置を提供すること
にある。An object of the present invention is to obtain high-density information which is excellent in workability, durability, and mass productivity, has low power consumption and is driven at a low voltage, and is sensitive to a panel by touching it. An object of the present invention is to provide an information device that can be input and can display information on the panel, is small and lightweight, is thin, convenient to carry, and easy to operate the panel.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の超音波
情報装置は、基板の一方の板面Z1に少なくとも2つの
超音波送受波手段を備え前記基板のもう一方の板面Z2
に表示画面を備えた情報入力手段と、情報記憶手段を備
えた情報処理手段とから成る超音波情報装置であって、
前記情報入力手段は前記板面Z1に入力ペンのペン先を
接触させることによって情報を入力する手段を含み、前
記情報処理手段は前記ペン先によって接触された前記板
面Z1における被接触部分を特定する手段と、前記被接
触部分特定手段によって特定された被接触部分の位置に
基づき前記情報入力手段で入力された情報を検出する入
力情報検出手段とを含み、前記超音波送受波手段はN組
のすだれ状電極Pi(i=1,2,……,N)と、前記
すだれ状電極Piにそれぞれ対応するN個のすだれ状電
極群Qi(i=1,2,……,N)とを含み、これらの
すだれ状電極群Qiはそれぞれ少なくとも2組のすだれ
状電極Qi-1およびQi-2で成り、前記すだれ状電極Pi
の電極周期長にほぼ対応する周波数の電気信号を前記す
だれ状電極Piに入力し、前記電極周期長にほぼ等しい
波長を有する弾性表面波を前記板面Z1に励振する手段
と、前記板面Z1に励振された該弾性表面波の波長に応
じて前記すだれ状電極Qi- 1およびQi-2に現れる電気信
号を出力する手段とが設けてあり、1つの前記超音波送
受波手段における前記すだれ状電極Piと前記すだれ状
電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬路と、別の前記超
音波送受波手段における前記すだれ状電極Piと前記す
だれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬路とが互い
に直交していて、 前記被接触部分特定手段は、前記板面
Z1上の前記弾性表面波の伝搬路における前記被接触部
分を、前記すだれ状電極Qi-1およびQi-2のうち出力さ
れる前記電気信号の大きさが変化する前記すだれ状電極
Qi-1またはQi-2の位置から特定することを特徴とす
る。An ultrasonic wave according to claim 1
The information device has at least two board surfaces Z1 on one side of the board.
The other plate surface Z2 of the substrate is provided with ultrasonic wave transmitting / receiving means.
Equipped with information input means with display screen and information storage means
An ultrasonic information device comprising the information processing means
The information input means places the pen tip of the input pen on the plate surface Z1.
Including means for entering information by contacting,
The information processing means is the plate contacted by the pen tip.
Means for identifying a contacted portion on the surface Z1 and the contacted portion
At the position of the contacted part specified by the touched part specifying means
Based on the information input by the information input means
Force information detecting means, and the ultrasonic wave transmitting / receiving means is N sets.
Interdigital electrode Pi(I = 1, 2, ..., N)
Interdigital transducer PiN interdigital corresponding to each
Pole group Qi(I = 1, 2, ..., N) and
Interdigital electrode group QiEach has at least two pairs of blinds
Electrode Qi-1And Qi-2And the interdigital electrode Pi
The electrical signal of a frequency approximately corresponding to the electrode cycle length of
Sag electrode PiInput to, and is approximately equal to the electrode period length
Means for exciting a surface acoustic wave having a wavelength on the plate surface Z1
And the wavelength of the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1
Then the above-mentioned interdigital electrode Qi- 1And Qi-2Telegraph appearing in
And a means for outputting a signal is provided.
The interdigital transducer P in the wave receiving meansiAnd the above-mentioned comb shape
Electrode group QiThe surface acoustic wave propagation path between
The interdigital transducer P in the sound wave transmitting / receiving meansiAnd the above
Sagittal electrode group QiAnd the surface acoustic wave propagation path between
Is orthogonal to The contacted portion identifying means is the plate surface.
The contacted portion in the propagation path of the surface acoustic wave on Z1
The interdigital electrode Qi-1And Qi-2Out of
The interdigital electrode in which the magnitude of the electric signal is changed
Qi-1Or Qi-2It is characterized by specifying from the position of
It
【0006】請求項2に記載の超音波情報装置は、前記
情報記憶手段が前記板面Z1上の位置をアドレスとし該
位置に対応付けた情報をデータとしたテーブルを予め記
憶しており、前記入力情報検出手段は前記被接触部分特
定手段によって特定された前記被接触部分の位置を前記
情報記憶手段によって前記アドレスとして入力し、当該
アドレスから読み出した前記データを前記情報入力手段
で入力された前記情報とすることを特徴とする。In the ultrasonic information apparatus according to a second aspect of the present invention, the information storage means stores in advance a table in which the position of the plate surface Z1 is an address and the information associated with the position is data. The input information detecting means inputs the position of the contacted portion specified by the contacted portion specifying means as the address by the information storing means, and the data read from the address is input by the information inputting means. It is characterized by being information.
【0007】請求項3に記載の超音波情報装置は、前記
情報記憶手段が文字や記号などのパターンを予め記憶し
ており、前記入力情報検出手段は前記被接触部分特定手
段によって特定された前記被接触部分の位置の移動で形
成される軌跡と前記情報記憶手段から読みだした前記パ
ターンとの比較を行い、パターンマッチング法により前
記情報入力手段で入力された前記情報を検出することを
特徴とする。In the ultrasonic information apparatus according to a third aspect of the present invention, the information storage means stores a pattern of characters or symbols in advance, and the input information detection means specifies the contacted portion specifying means. A feature is that the locus formed by the movement of the position of the contacted portion is compared with the pattern read from the information storage unit, and the information input by the information input unit is detected by a pattern matching method. To do.
【0008】請求項4に記載の超音波情報装置は、前記
入力情報検出手段が前記被接触部分特定手段によって特
定された前記被接触部分の位置を前記情報入力手段で入
力された前記情報とすることを特徴とする。In the ultrasonic information apparatus according to a fourth aspect, the position of the contacted portion specified by the contacted portion specifying means by the input information detecting means is the information input by the information inputting means. It is characterized by
【0009】請求項5に記載の超音波情報装置は、前記
情報処理手段が前記入力情報検出手段で検出された前記
情報を前記表示画面に所定の時間だけ表示させておく手
段を含むことを特徴とする。The ultrasonic information apparatus according to claim 5 includes means for causing the information processing means to display the information detected by the input information detecting means on the display screen for a predetermined time. And
【0010】請求項6に記載の超音波情報装置は、前記
情報が少なくとも2種類の色で表示され、前記すだれ状
電極Piの電極周期長にほぼ対応する少なくとも2種類
の周波数の電気信号を該すだれ状電極Piに入力し、前
記電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくとも2種
類の弾性表面波を前記板面Z1に励振する手段が設けら
れていて、前記周波数と前記情報の前記色とを対応させ
る手段が設けられていることを特徴とする。According to another aspect of the ultrasonic information apparatus of the present invention, the information is displayed in at least two kinds of colors, and an electric signal of at least two kinds of frequencies which substantially corresponds to the electrode cycle length of the interdigital transducer P i is displayed. Means are provided for exciting at least two kinds of surface acoustic waves having wavelengths substantially equal to the electrode period length to the plate surface Z1 by inputting to the interdigital transducer P i , and the frequency and the color of the information. It is characterized in that means for associating with and is provided.
【0011】請求項7に記載の超音波情報装置は、前記
すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi- 2における電極周期
長にはそれぞれ少なくともL1とL2との2つが有り、
前記すだれ状電極Piに前記電極周期長L1またはL2
にほぼ対応する周波数の電気信号を入力し、前記板面Z
1に前記電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の
弾性表面波を励振する手段が設けられていることを特徴
とする。In the ultrasonic information apparatus according to a seventh aspect of the present invention, there are at least two electrode cycle lengths L1 and L2 in the interdigital transducers P i , Q i-1 and Q i- 2 .
The electrode cycle length L1 or L2 is added to the interdigital electrode P i.
Input an electric signal of a frequency almost corresponding to
1 is provided with means for exciting a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2.
【0012】請求項8に記載の超音波情報装置は、前記
すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端が互いに電気的
に接続点N1で接続されており、前記すだれ状電極Q
i-2のそれぞれの出力端は互いに電気的に接続点N2で
接続されており、前記すだれ状電極Piに電気信号を入
力する手段は、出力端が前記すだれ状電極Piの入力端
にそれぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=1,
2,……,N)と、該スイッチSiを順次に所定の周期
で電気的にそれぞれ断続するスイッチ制御手段とを含
み、前記板面Z1における弾性表面波の伝搬路の一部に
前記ペン先が接触したことを、前記接続点N1および前
記接続点N2に現れる電気信号の大きさから感知するこ
とを特徴とする。In the ultrasonic information device according to the present invention, the output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the interdigital transducer Q i is connected.
The respective output ends of i-2 are electrically connected to each other at a connection point N2, and the means for inputting an electric signal to the interdigital electrode P i has an output end connected to the input end of the interdigital electrode P i. N switches S i (i = 1, 1,
2, ..., N) and switch control means for sequentially electrically connecting and disconnecting the switches S i at a predetermined cycle, and the pen is provided in a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. It is characterized in that the contact with the tip is sensed from the magnitudes of the electric signals appearing at the connection point N1 and the connection point N2.
【0013】請求項9に記載の超音波情報装置は、前記
スイッチSiのそれぞれの入力端が互いに電気的に接続
点NSで接続され、前記接続点N1は増幅器を介して前
記接続点NSに電気的に接続され、 前記すだれ状電極P
iから前記すだれ状電極Qi-1に至る間の前記基板で成る
弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,N)を遅
延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,N)が構
成されていて、前記発振器Hiの信号ループは前記すだ
れ状電極Piと、前記伝搬路Diと、前記すだれ状電極Q
i-1と、前記増幅器とから成ることを特徴とする。The ultrasonic information apparatus according to claim 9 is
Switch SiEach input end of is electrically connected to each other
Connected at the point NS, the connection point N1 is connected via an amplifier
Electrically connected to the connection point NS, The interdigital electrode P
iTo the above-mentioned interdigital electrode Qi-1Consisting of the substrate between
Surface acoustic wave propagation path Di(I = 1, 2, ..., N) is delayed
Oscillator H as an extension elementi(I = 1, 2, ..., N)
The oscillator HiSignal loop of the above
Striped electrode PiAnd the propagation path DiAnd the interdigital electrode Q
i-1And the amplifier.
【0014】請求項10に記載の超音波情報装置は、前
記基板がほぼ透明な圧電セラミックで成り、該圧電セラ
ミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ方向と
平行であって、前記すだれ状電極Piおよび前記すだれ
状電極群Qiは前記板面Z1に設けられていることを特
徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, in the ultrasonic information device, the substrate is made of a substantially transparent piezoelectric ceramic, and the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. The electrode P i and the group of interdigital electrodes Q i are provided on the plate surface Z1.
【0015】請求項11に記載の超音波情報装置は、前
記基板が非圧電体で成り、前記超音波送受波手段は超音
波デバイスAおよびBで成り、前記超音波デバイスAは
圧電薄板aに前記すだれ状電極Piを設けて成り、前記
超音波デバイスBは圧電薄板bに前記すだれ状電極群Q
iを設けて成り、前記圧電薄板aおよびbは前記板面Z
1に設けられていることを特徴とする。In the ultrasonic information apparatus according to claim 11, the substrate is made of a non-piezoelectric material, the ultrasonic wave transmitting / receiving means is made of ultrasonic devices A and B, and the ultrasonic device A is a piezoelectric thin plate a. The interdigital transducer P i is provided, and the ultrasonic device B includes the interdigital transducer group Q on the piezoelectric thin plate b.
i is provided, and the piezoelectric thin plates a and b are the plate surface Z
1 is provided.
【0016】請求項12に記載の超音波情報装置は、前
記圧電薄板aの厚さが前記すだれ状電極Piの電極周期
長以下であり、前記圧電薄板bの厚さは前記すだれ状電
極Qi -1およびQi-2の電極周期長以下であって、前記す
だれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2の電極周期長は1次
モードまたは2次以上のモードの弾性表面波の波長にほ
ぼ等しく、前記1次モードまたは2次以上の前記モード
の弾性表面波の位相速度は前記基板単体に励振される弾
性表面波の伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする。In the ultrasonic information apparatus according to the twelfth aspect, the thickness of the piezoelectric thin plate a is equal to or less than the electrode period length of the interdigital transducer P i , and the thickness of the piezoelectric thin plate b is the interdigital transducer Q. i −1 and Q i−2 are less than or equal to the electrode period length, and the electrode period lengths of the interdigital electrodes P i , Q i−1, and Q i−2 are elastic surfaces of a first-order mode or a second-order mode or higher. It is characterized in that it is substantially equal to the wavelength of the wave, and the phase velocity of the surface acoustic wave in the first mode or the second or higher modes is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave excited in the single substrate.
【0017】請求項13に記載の超音波情報装置は、前
記圧電薄板aまたはbが圧電セラミックで成り、該圧電
セラミックの分極軸の方向は該圧電セラミックの厚さ方
向と平行であることを特徴とする。The ultrasonic information apparatus according to claim 13 is characterized in that the piezoelectric thin plate a or b is made of piezoelectric ceramic, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. And
【0018】請求項14に記載の超音波情報装置は、前
記圧電薄板aまたはbがPVDFその他の高分子圧電フ
ィルムで成ることを特徴とする。An ultrasonic information device according to a fourteenth aspect is characterized in that the piezoelectric thin plate a or b is made of a polymer piezoelectric film such as PVDF.
【0019】請求項15に記載の超音波情報装置は、前
記圧電薄板aまたはbが前記すだれ状電極が設けられて
いる方の板面を介して前記板面Z1に固着されているこ
とを特徴とする。The ultrasonic information device according to the fifteenth aspect is characterized in that the piezoelectric thin plate a or b is fixed to the plate surface Z1 through the plate surface on which the interdigital electrode is provided. And
【0020】[0020]
【作用】本発明の超音波情報装置は基板の一方の板面Z
1に超音波送受波手段を少なくとも2つ備え基板のもう
一方の板面Z2に表示画面を備えた情報入力手段と、情
報記憶手段を備えた情報処理手段とから成る簡単な構造
を有することから、装置の小型軽量化、薄型化が可能で
ある。超音波送受波手段はN組のすだれ状電極Pi(i
=1,2,……,N)とそのすだれ状電極Piにそれぞ
れ対応するN組のすだれ状電極群Qi(i=1,2,…
…,N)とから成り、すだれ状電極群Qiはそれぞれ少
なくとも2組のすだれ状電極Qi-1(i=1,2,…
…,N)およびQi -2(i=1,2,……,N)から成
る。すだれ状電極Piを入力用としすだれ状電極Piから
電気信号を入力する構造を採用することにより、基板の
板面Z1に弾性表面波を励振させることができる。しか
も、低消費電力、低電圧で効率良く弾性表面波を板面Z
1に励振することができる。The ultrasonic information device of the present invention is provided with one plate surface Z of the substrate.
1 has at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means and has a simple structure including an information input means having a display screen on the other plate surface Z2 of the substrate and an information processing means having an information storage means. The device can be made smaller, lighter and thinner. The ultrasonic wave transmitting / receiving means is composed of N sets of interdigital electrodes P i (i
, 1, 2, ..., N) and N sets of interdigital electrode groups Q i (i = 1, 2, ...) Corresponding to the interdigital electrode P i , respectively.
, N), and each of the interdigital electrode groups Q i has at least two sets of interdigital electrodes Q i-1 (i = 1, 2, ...).
, N) and Q i -2 (i = 1, 2, ..., N). By adopting the structure in which the interdigital electrode P i is used for input and the electric signal is input from the interdigital electrode P i, it is possible to excite the surface acoustic wave on the plate surface Z1 of the substrate. Moreover, it is possible to efficiently generate surface acoustic waves on the plate surface Z with low power consumption and low voltage.
Can be excited to 1.
【0021】すだれ状電極Qi-1およびQi-2を出力用と
し、しかもすだれ状電極Qi-1およびQi-2のそれぞれを
すだれ状電極Piに対し弾性表面波の送受波の指向軸が
共通になるよう配置する構造を採用することにより、板
面Z1に励振されている弾性表面波を電気信号として効
率よく出力させることができる。板面Z1における弾性
表面波の伝搬路(すなわちすだれ状電極PiとQi-1との
間およびPiとQi-2との間)を入力ペンのペン先で接触
することにより板面Z1に励振されている弾性表面波が
消滅または減衰するから、すだれ状電極Qi-1およびQ
i-2に出力される電気信号も消滅または減衰する。この
ようにして、板面Z1における弾性表面波の伝搬路にペ
ン先が接触したことが感知される。その上、本発明の超
音波情報装置は応答時間が短く感度が良い。なお、前記
ペン先は基板よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物質
で成ることが必要で、人の指などもその特徴を有する。
また、すだれ状電極Qi-1およびQi-2のうち出力される
電気信号が消滅または減衰するすだれ状電極を判別する
ことにより、ペン先によって接触された被接触部分の特
定ができる。The interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 are used for output, and each of the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 transmits / receives a surface acoustic wave to / from the interdigital electrode P i . By adopting a structure in which the directional axes are arranged in common, the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 can be efficiently output as an electric signal. By contacting the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 (that is, between the interdigital electrodes P i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ) with the pen tip of the input pen. Since the surface acoustic wave excited in Z1 disappears or attenuates, the interdigital transducers Q i-1 and Q i
The electric signal output to i-2 also disappears or attenuates. In this way, it is detected that the pen tip is in contact with the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. Moreover, the ultrasonic information device of the present invention has a short response time and good sensitivity. It is necessary that the pen tip be made of a material that is softer than the substrate and that absorbs ultrasonic waves easily, and a human finger or the like also has the characteristic.
Further, it is possible to identify the contacted portion touched by the pen tip by discriminating the interdigital electrode among the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 where the output electric signal disappears or attenuates.
【0022】すだれ状電極Piにすだれ状電極Piの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも1種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、板面Z1に
該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくとも1種
類の弾性表面波を励振することができる。また、板面Z
1に励振された弾性表面波をその波長に応じてすだれ状
電極Qi-1およびQi-2から電気信号として出力すること
ができる。[0022] By employing at least one structure for inputting an electric signal of a frequency substantially corresponding to the interdigital periodicity of interdigital electrodes P i to interdigital electrodes P i, substantially to the electrode period length on the plate surface Z1 It is possible to excite at least one surface acoustic wave having an equal wavelength. Also, the plate surface Z
The surface acoustic wave excited by No. 1 can be output as an electric signal from the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 according to its wavelength.
【0023】板面Z1に超音波送受波手段を少なくとも
2つ設けた構造を採用し、しかも1つの超音波送受波手
段におけるすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間
の弾性表面波の伝搬路と、別の超音波送受波手段におけ
るすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表
面波の伝搬路とを互いに直交させる構造を採用すること
により、板面Z1における被接触部分をさらに繊細に特
定できる。これは超音波送受波手段の数が多い程きめ細
かな特定が可能となる。A structure in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on the plate surface Z1 is adopted, and moreover, an elastic surface between the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. By adopting a structure in which the wave propagation path and the surface acoustic wave propagation path between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, the plate surface The contacted portion in Z1 can be specified more delicately. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means increases, more detailed identification becomes possible.
【0024】すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端を
互いに電気的に接続点N1で接続し、すだれ状電極Q
i-2のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点N2で
接続することにより、板面Z1における弾性表面波の伝
搬路の一部にペン先が接触したことを接続点N1および
接続点N2に現れる電気信号の大きさから感知すること
ができる。すだれ状電極Piに電気信号を入力する手段
としては、出力端がすだれ状電極Piの入力端にそれぞ
れ接続されたN個のスイッチSi(i=1,2,……,
N)を設け、該スイッチSiを順次に所定の周期で電気
的にそれぞれ断続する構造を採用している。このように
して、すだれ状電極Piに順次に電気信号を入力するこ
とができる。従って、板面Z1上における弾性表面波の
伝搬路(すなわちすだれ状電極PiとQi-1との間および
PiとQi-2との間)のうちたとえばすだれ状電極P1と
Q1-1との間を接触した場合には、すだれ状電極P1に電
気信号が入力されているときに限って接続点N1に出力
される遅延電気信号が減衰または消滅する。このように
して接触位置を明確に指定することが可能になる。The output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the interdigital transducer Q i is connected.
By electrically connecting the respective output ends of i-2 to each other at the connection point N2, it is possible to confirm that the pen tip comes into contact with a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1. It can be detected from the magnitude of the electric signal appearing at. Interdigital electrode P as a means for inputting an electrical signal to the i, an output connected to the input terminal of the interdigital electrodes P i N number of switches S i (i = 1,2, ...... ,
N) is provided and the switches S i are electrically connected and disconnected sequentially at a predetermined cycle. In this way, electrical signals can be sequentially input to the interdigital electrodes P i . Therefore, for example, among the propagation paths of the surface acoustic waves on the plate surface Z1 (that is, between the interdigital electrodes P i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ), for example, the interdigital electrodes P 1 and Q. In the case of contact between 1-1 and 1 , the delayed electric signal output to the connection point N1 is attenuated or disappears only when the electric signal is input to the interdigital transducer P 1 . In this way, the contact position can be clearly specified.
【0025】スイッチSiのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点NSで接続し、接続点N1を増幅器を介
して接続点NSに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極PiからQi-1に至る間の板面Z1
で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,
N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,
N)を構成することができる。発振器Hiの信号ループ
はすだれ状電極Piと、伝搬路Diと、すだれ状電極Q
i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化がさらに促進
され、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能とな
る。By adopting a structure in which the respective input ends of the switches S i are electrically connected to each other at the connection point NS, and the connection point N1 is electrically connected to the connection point NS via an amplifier, the interdigital electrode is formed. Plate surface Z1 between P i and Q i-1
The surface acoustic wave propagation path D i (i = 1, 2, ...,
Oscillator H i (i = 1, 2, ..., N) as a delay element
N) can be configured. The signal loop of the oscillator H i includes the interdigital electrode P i , the propagation path D i, and the interdigital electrode Q.
It consists of i-1 and an amplifier. In this way, since the circuit configuration is simplified, it is possible to further reduce the size and weight of the device, and it is possible to drive at low voltage with low power consumption.
【0026】すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2とし
てそれぞれが少なくとも2つの電極周期長L1およびL
2を有する構造を採用することにより、すだれ状電極P
iに電極周期長L1またはL2にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、板面Z1に
電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面
波を励振することができる。また、板面Z1に励振され
ている電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長を有
する弾性表面波をすだれ状電極Qi-1およびQi -2から電
気信号として出力させることができる。超音波送受波手
段においてすだれ状電極Piおよびすだれ状電極群Qiを
電極周期長が小さい方の電極指が互いに内側になるよう
に、つまり電極間距離が小さくなるように配置すること
により、板面Z1に励振する弾性表面波の減衰を抑制す
ることができる。これは、電極周期長が小さいほど高周
波の弾性表面波が板面Z1に励振され、高周波の弾性表
面波ほど減衰されやすいことを解決するためのものであ
る。The interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2 each have at least two electrode period lengths L1 and L.
By adopting the structure having 2, the interdigital electrode P
An electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode cycle length L1 or L2 can be input to i . Therefore, a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 can be excited on the plate surface Z1. Further, surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 excited on the plate surface Z1 can be output as electric signals from the interdigital electrodes Q i-1 and Q i -2 . By arranging the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in the ultrasonic wave transmitting / receiving means such that the electrode fingers having the smaller electrode cycle lengths are inside each other, that is, the inter-electrode distance is small, Attenuation of surface acoustic waves excited on the plate surface Z1 can be suppressed. This is to solve the problem that the smaller the electrode period length is, the higher the frequency of the surface acoustic wave is excited on the plate surface Z1, and the higher the frequency of the surface acoustic wave is, the more easily it is attenuated.
【0027】本発明の超音波情報装置では情報入力手段
として板面Z1に入力ペンのペン先を接触させて情報を
入力する手段を含む。また、接触により表示画面に情報
を表示させる構造を採用している。表示画面の情報はそ
のまま板面Z1を介して見られるようになっている。つ
まり、ディスプレイとキーボードとが一体となった構造
が採用されている。しかも、板面Z1を通して見える表
示画面の透明度は優れている。従って、装置の一層の小
型軽量化、薄型化が促進されるとともに、画面が鮮明
で、そのうえ初心者にも簡単に操作できる。また、本発
明の超音波情報装置では被接触部分の位置に対応する情
報が表示画面に所定の時間だけ表示される構造が採用さ
れている。但し、該情報はこれから入力しようとする情
報、またはすでに保存されていて被接触部分の位置に基
づいて表示画面に出力される情報である。従って、文字
などの情報を入力する場合、ペン先で文字などを板面Z
1に描くことによりその文字を表示画面に映し出すこと
ができる。このようにして、文字、記号、その他の情報
を板面Z1に直接書き込むことにより、それらの情報の
入力ができるばかりでなく、表示画面に画像として映し
出すことが可能になる。また、板面Z1の所定の部分に
接触することにより、すでに保存されていた情報を表示
画面に出力することも可能である。The ultrasonic information apparatus of the present invention includes, as information input means, means for inputting information by bringing the pen tip of the input pen into contact with the plate surface Z1. In addition, a structure is adopted in which information is displayed on the display screen by contact. The information on the display screen can be viewed as it is through the plate surface Z1. That is, a structure in which the display and the keyboard are integrated is adopted. Moreover, the transparency of the display screen seen through the plate surface Z1 is excellent. Therefore, further reduction in size, weight and thickness of the device is promoted, the screen is clear, and even a beginner can easily operate. In addition, the ultrasonic information device of the present invention employs a structure in which information corresponding to the position of the contacted portion is displayed on the display screen for a predetermined time. However, the information is information to be input from now on or information which is already stored and is output to the display screen based on the position of the contacted portion. Therefore, when entering information such as characters, use the pen tip
By drawing on 1, the character can be displayed on the display screen. By directly writing characters, symbols, and other information on the plate surface Z1 in this manner, not only the information can be input but also an image can be displayed on the display screen. Further, it is also possible to output the previously stored information to the display screen by touching a predetermined portion of the plate surface Z1.
【0028】本発明の超音波情報装置では情報処理手段
としてペン先によって接触された板面Z1における被接
触部分を特定する手段と、その被接触部分特定手段によ
って特定された被接触部分の位置に基づき情報入力手段
で入力された情報を検出する入力情報検出手段とを含
む。また、本発明の超音波情報装置の情報処理手段は情
報記憶手段を備えている。情報記憶手段として板面Z1
上の位置をアドレスとし該位置に対応付けた情報をデー
タとしたテーブルを予め記憶しておく構造を採用するこ
とにより、被接触部分の位置がアドレスとして入力され
る。従って、そのアドレスから保存されているデータを
読み出すことができる。また、情報記憶手段として文字
や記号などのパターンを予め記憶しておく構造を採用す
ることにより、被接触部分の位置の移動で形成される軌
跡が入力され、該軌跡とパターンとの比較が行なわれ、
前記軌跡の示す情報が認識される。従って、板面Z1に
描いた文字などの情報を入力することができる。In the ultrasonic information apparatus of the present invention, means for specifying the contacted portion on the plate surface Z1 contacted by the pen tip as information processing means and the position of the contacted portion specified by the contacted portion specifying means are provided. And input information detection means for detecting information input by the information input means. Further, the information processing means of the ultrasonic information device of the present invention comprises an information storage means. Plate surface Z1 as information storage means
By employing a structure in which a table in which the upper position is an address and the information associated with the position is data is stored in advance, the position of the contacted portion is input as the address. Therefore, the stored data can be read from that address. Further, by adopting a structure in which patterns such as characters and symbols are stored in advance as the information storage means, the locus formed by the movement of the position of the contacted portion is input, and the locus and the pattern are compared. And
The information indicated by the trajectory is recognized. Therefore, information such as characters drawn on the plate surface Z1 can be input.
【0029】表示画面として少なくとも2種類の色で情
報が表示される構造を採用し、すだれ状電極Piに入力
する電気信号の周波数と表示画面の色とを対応させる構
造を採用することにより、表示画面の同一箇所に周波数
を切り換えることによって別々に色分けされた情報を入
力することが可能になる。つまり、板面Z1における前
記箇所を周波数ごとに接触することによって周波数ごと
に色分けされた情報を入力することが可能になる。従っ
て、入力する情報量を増大させることにもなる。By adopting a structure in which information is displayed in at least two kinds of colors as the display screen, and adopting a structure in which the frequency of the electric signal input to the interdigital transducer P i corresponds to the color of the display screen. By switching the frequency to the same location on the display screen, it becomes possible to input information that is color-coded separately. That is, it is possible to input color-coded information for each frequency by touching the above-mentioned location on the plate surface Z1 for each frequency. Therefore, the amount of information to be input is also increased.
【0030】基板としてLa添加ジルコン・チタン酸鉛
(PLZT)磁器などの透光性の圧電セラミックを採用
し、その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを
平行にする構造を採用することにより、該基板に効率よ
く弾性表面波を励振することができる。このとき、すだ
れ状電極Piおよびすだれ状電極群Qiは基板に直接設け
られている。また、圧電セラミックとしてほぼ透明な構
造を採用することにより、表示画面に現われる情報を板
面Z1上から見ることができる。圧電セラミックで成る
基板の板面Z1に弾性表面波を伝搬させるためには基板
の厚さはすだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2の電極周
期長の3倍以上であることが望ましい。基板の厚さが電
極周期長よりも小さく、薄い場合にはラム波が伝搬する
が、タッチパネルとしての機能を果たしうるモードが存
在するならば、ラム波の利用も可能である。基板として
は圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等の
単結晶が考えられる。これらの単結晶は透明でしかも圧
電性を有していることから基板として有望であるが、結
晶としての異方性を有しているので電気機械結合係数を
含めて設計の段階で工夫を必要とするだけでなく、余分
な電子回路を必要とする可能性がある。圧電セラミック
の中でもPLZTは透明でありしかも圧電性、加工性、
耐久性に優れていることから基板として有望である。P
LZTで成る基板の板面Z1の面内での等方性を利用す
ることにより、1つの超音波送受波手段におけるすだれ
状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝
搬路と、別の超音波送受波手段におけるすだれ状電極P
iとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬路とを
互いに直交させる構造を採用した場合、一方のすだれ状
電極群Qiともう一方のすだれ状電極群Qiに出力される
電気信号のレベルをほぼ同一にすることができる。従っ
て回路構成が簡単になり装置の小型軽量化、薄型化が促
進できるばかりでなく、出力信号を常に均一化できるの
で信号処理が正確になり感度が向上する。さらに分解能
も上がるので入力する情報量を増大できる。A transparent piezoelectric ceramic such as La-added zircon / lead titanate (PLZT) porcelain is used as the substrate, and the structure in which the polarization axis direction of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel to each other is adopted. As a result, surface acoustic waves can be efficiently excited on the substrate. At this time, the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i are directly provided on the substrate. Moreover, by adopting a substantially transparent structure as the piezoelectric ceramic, the information appearing on the display screen can be seen from the plate surface Z1. In order to propagate the surface acoustic wave to the plate surface Z1 of the substrate made of piezoelectric ceramic, the thickness of the substrate must be three times or more the electrode period length of the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2. Is desirable. When the thickness of the substrate is smaller than the electrode period length and is thin, the Lamb wave propagates, but if there is a mode that can function as a touch panel, the Lamb wave can also be used. As the substrate, a single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like can be considered in addition to the piezoelectric ceramic. These single crystals are promising as substrates because they are transparent and have piezoelectricity, but because they have anisotropy as crystals, it is necessary to devise them at the design stage including the electromechanical coupling coefficient. And may require extra electronic circuitry as well. Among piezoelectric ceramics, PLZT is transparent and has piezoelectricity, workability,
It is a promising substrate because of its excellent durability. P
By utilizing the in-plane isotropy of the plate surface Z1 of the substrate made of LZT, the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means is generated. The interdigital transducer P in the propagation path and another ultrasonic wave transmitting / receiving means
When the structure in which the propagation path of the surface acoustic wave between i and the interdigital electrode group Q i is orthogonal to each other is adopted, the interdigital electrode group Q i is output to one interdigital electrode group Q i and the other interdigital electrode group Q i. It is possible to make the levels of the electric signals to be substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified, the device can be made smaller and lighter, and the device can be made thinner, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, since the resolution is improved, the amount of information to be input can be increased.
【0031】基板として非圧電体を採用し、超音波送受
波手段が超音波デバイスAおよびBで成る構造を採用
し、超音波デバイスAが圧電薄板aにすだれ状電極Pi
を設けて成り超音波デバイスBが圧電薄板bにすだれ状
電極群Qiを設けて成ることから、すだれ状電極Piに接
触する部分の基板の板面Z1に1次モードまたは2次以
上のモードの弾性表面波を励振させることができる。こ
のときこの弾性表面波の位相速度が基板単体における弾
性表面波の伝搬速度にほぼ等しくなるような構造を採用
することにより、すだれ状電極Piから加えられる電気
的エネルギーが弾性表面波に変換される度合を大きくす
ることができるだけでなく、圧電薄板と基板との界面で
の音響インピーダンスの不整合等によって生じる反射等
を除去することができる。このようにして、低消費電力
で高電圧を印加すること無しに効率良く弾性表面波を基
板の板面Z1に励振することができる。その上、基板の
面積を比較的大規模にもできることから、幅広い応用が
可能である。なお、圧電薄板aおよびbは板面Z1に設
けられている。The substrate is made of a non-piezoelectric material, and the ultrasonic wave transmitting / receiving means has a structure of ultrasonic devices A and B. The ultrasonic device A is a piezoelectric thin plate a and the interdigital electrodes P i.
Since the ultrasonic device B is provided with the interdigital electrode group Q i on the piezoelectric thin plate b, the ultrasonic device B has a primary mode or a secondary mode or higher on the plate surface Z1 of the substrate that is in contact with the interdigital electrode P i . A surface acoustic wave of a mode can be excited. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the substrate alone, the electric energy applied from the interdigital transducer P i is converted into the surface acoustic wave. It is possible not only to increase the degree of vibration, but also to eliminate reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the substrate. In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the plate surface Z1 of the substrate with low power consumption and without applying a high voltage. Moreover, since the area of the substrate can be made relatively large, a wide range of applications are possible. The piezoelectric thin plates a and b are provided on the plate surface Z1.
【0032】超音波デバイスAおよびBにおけるそれぞ
れの圧電薄板aおよびbの厚さをすだれ状電極の電極周
期長以下にし、すだれ状電極の電極周期長を1次モード
または2次以上のモードの弾性表面波の波長にほぼ等し
くする構造を採用することにより、すだれ状電極から加
えられる電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度
合を大きくすることができるだけでなく、圧電薄板と非
圧電体で成る基板との界面での音響インピーダンスの不
整合等によって生じる反射等を除去することができる。
なお、すだれ状電極の電極周期長すなわち弾性表面波の
波長λに対する圧電薄板の厚さdの割合(d/λ)が小
さいほど効果は大きい。The thickness of each of the piezoelectric thin plates a and b in the ultrasonic devices A and B is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital electrode, and the electrode period length of the interdigital electrode is elastic in the first mode or the second or higher modes. By adopting a structure that is approximately equal to the wavelength of the surface wave, it is possible not only to increase the degree of conversion of electric energy applied from the interdigital transducer into surface acoustic waves, but also to use piezoelectric thin plates and non-piezoelectric materials. It is possible to remove reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface with the substrate.
The smaller the electrode period length of the interdigital transducer, that is, the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric thin plate to the wavelength λ of the surface acoustic wave, the greater the effect.
【0033】圧電薄板aおよびbとして圧電セラミック
を採用し、その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方
向とを平行にする構造を採用することにより、非圧電体
で成る基板に効率よく1次モードまたは2次以上のモー
ドの弾性表面波を励振することができる。By adopting a structure in which piezoelectric ceramics are used as the piezoelectric thin plates a and b, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramics and the thickness direction are parallel to each other, it is possible to efficiently carry out the primary process on a substrate made of a non-piezoelectric material. It is possible to excite a surface acoustic wave of a mode or a second or higher order mode.
【0034】圧電薄板としてPVDFその他の高分子圧
電フィルムを採用することにより、非圧電体で成る基板
に効率よく1次モードまたは2次以上のモードの弾性表
面波を励振することができる。By using a polymer piezoelectric film such as PVDF as the piezoelectric thin plate, it is possible to efficiently excite the first-order mode or the second or higher-order mode surface acoustic waves on the substrate made of a non-piezoelectric material.
【0035】すだれ状電極を非圧電体で成る基板と圧電
薄板との界面に設けた構造を採用することにより、すだ
れ状電極に加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性
表面波に変換することができる。By adopting a structure in which the interdigital electrode is provided at the interface between the substrate made of a non-piezoelectric material and the piezoelectric thin plate, the electric energy applied to the interdigital electrode can be efficiently converted into a surface acoustic wave. .
【0036】本発明の超音波情報装置は専用の入力ペン
で板面Z1に触れることにより処理の指示、手書き文字
の認識、仮名漢字変換などの文字入力、図形や絵の描
画、改行・挿入・削除などの操作を初心者にも簡単に行
うことができる。また、オプション外付けキーボードを
接続することも可能で、キーボード入力もできるように
なっている。通信機能にも対応でき、プリンタ、外付け
CRTなども接続できるようになっている。The ultrasonic information apparatus of the present invention touches the plate surface Z1 with a dedicated input pen to instruct processing, recognize handwritten characters, input characters such as Kana-Kanji conversion, draw figures and pictures, insert line feeds and insert characters. Even beginners can easily perform operations such as deletion. An optional external keyboard can also be connected, allowing keyboard input. It can also support communication functions and can be connected to printers, external CRTs, etc.
【0037】[0037]
【実施例】図1は本発明の超音波情報装置の一実施例を
示す斜視図である。本実施例はタッチパネル部1、情報
処理部2(本体の内部に設けられているので図1では描
かれていない)、パワースイッチ3、ディスク挿入室
4、入力ペン格納室5およびカバー6から成る。入力ペ
ン格納室5には入力ペンが納められている。使用時には
カバー6は図1に示すように持ち上げられている。パワ
ースイッチ3をONにすると、タッチパネル部1に操作
の手順が順を追って表示されるので、その指示に従って
タッチパネル部1の指定部分を入力ペンで接触すること
により、情報を入力したり、すでに保存されている情報
をタッチパネル部1に映し出すことができる。このよう
にして、タッチパネル部1に触れることにより処理の指
示、手書き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、
図形や絵の描画、改行・挿入・削除などの操作をマニュ
アル無しに初心者にも簡単に行うことができる。入力ペ
ンによってタッチパネル部1に文字、記号、その他の情
報を書き込むと、その情報は情報処理部2に送られて処
理され、タッチパネル1上に表示されることになる。そ
の情報を所定のディスクに保存する場合には、ディスク
挿入室4にそのディスクを挿入することにより行なう。
また、オプション外付けキーボードを接続することも可
能で、キーボード入力もできる。通信機能にも対応で
き、プリンタ、外付けCRTなども接続できる。1 is a perspective view showing an embodiment of an ultrasonic information device of the present invention. The present embodiment comprises a touch panel unit 1, an information processing unit 2 (not shown in FIG. 1 because it is provided inside the main body), a power switch 3, a disc insertion chamber 4, an input pen storage chamber 5 and a cover 6. . An input pen is stored in the input pen storage chamber 5. At the time of use, the cover 6 is lifted as shown in FIG. When the power switch 3 is turned on, the operation procedure is sequentially displayed on the touch panel unit 1. Therefore, by touching the designated portion of the touch panel unit 1 with the input pen according to the instruction, information can be input or already saved. The displayed information can be displayed on the touch panel unit 1. In this way, by touching the touch panel unit 1, processing instructions, recognition of handwritten characters, character input such as kana-kanji conversion,
Even beginners can easily perform operations such as drawing of figures and pictures, line feed / insertion / deletion without a manual. When characters, symbols, and other information are written in the touch panel unit 1 by the input pen, the information is sent to the information processing unit 2 for processing and displayed on the touch panel 1. When storing the information in a predetermined disc, the disc is inserted into the disc insertion chamber 4.
An optional external keyboard can also be connected, allowing keyboard input. It also supports communication functions, and can be connected to a printer, external CRT, etc.
【0038】図2はタッチパネル部1の一実施例を示す
平面図である。タッチパネル部1は超音波デバイス7,
8,9,10,ガラス基板11および表示画面12(図
2では描かれていない)から成る。超音波デバイス7は
圧電磁器薄板13にすだれ状電極T1およびT2を設けて
成る。超音波デバイス8は圧電磁器薄板13にすだれ状
電極T3およびT4を設けて成る。超音波デバイス9は圧
電磁器薄板13にすだれ状電極R11,R12,R13,R1
4,R21,R22,R23およびR24を設けて成る。超音波
デバイス10は圧電磁器薄板13にすだれ状電極R31,
R32,R33,R34,R41,R42,R43およびR44を設け
て成る。圧電磁器薄板13は厚さ230μmのTDK製
101A材(製品名)で成る。前記各すだれ状電極はア
ルミニウム薄膜で成る。ガラス基板11は長さ70m
m、幅55mm、厚さ1.9mmのパイレックスガラス
で成る。圧電磁器薄板13はガラス基板11上に設けら
れている。表示画面12はガラス基板13のもう一方の
板面に備えられている。圧電磁器薄板13は厚さ約20
μmのエポキシ系樹脂によってガラス基板11上に固着
されている。前記各すだれ状電極は電極周期長が840
μmで7.5対の電極指を有する正規型のものである。
なお、タッチパネル部1が図1の超音波情報装置に装着
される場合、タッチパネル部1は各超音波デバイスが設
けられた方の板面を外部に向ける形で装着され、しかも
該板面のうち各超音波デバイスによって囲まれた領域の
みを外部に露出させる形で装着されている。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the touch panel unit 1. The touch panel unit 1 is an ultrasonic device 7,
8, 9, 10, glass substrate 11 and display screen 12 (not shown in FIG. 2). The ultrasonic device 7 comprises a piezoelectric ceramic thin plate 13 provided with interdigital electrodes T1 and T2. The ultrasonic device 8 comprises a piezoelectric ceramic thin plate 13 provided with interdigital electrodes T3 and T4. The ultrasonic device 9 includes comb-shaped electrodes R11, R12, R13, R1 on the piezoelectric ceramic thin plate 13.
4, R21, R22, R23 and R24 are provided. The ultrasonic device 10 includes a piezoelectric ceramic thin plate 13, a comb-shaped electrode R31,
R32, R33, R34, R41, R42, R43 and R44 are provided. The piezoelectric ceramic thin plate 13 is made of TDK 101A material (product name) having a thickness of 230 μm. Each of the interdigital electrodes is made of an aluminum thin film. The glass substrate 11 is 70 m long
It is made of Pyrex glass with m, width 55 mm, and thickness 1.9 mm. The piezoelectric ceramic thin plate 13 is provided on the glass substrate 11. The display screen 12 is provided on the other plate surface of the glass substrate 13. The piezoelectric ceramic thin plate 13 has a thickness of about 20.
It is fixed on the glass substrate 11 with an epoxy resin of μm. Each of the interdigital electrodes has an electrode cycle length of 840.
It is a normal type having 7.5 pairs of electrode fingers in μm.
When the touch panel unit 1 is mounted on the ultrasonic information apparatus of FIG. 1, the touch panel unit 1 is mounted with the plate surface of each ultrasonic device facing outward, and It is mounted so that only the area surrounded by each ultrasonic device is exposed to the outside.
【0039】図3は図2のタッチパネル部1における超
音波デバイス7および9を示す平面図である。超音波デ
バイス7と9とは互いに対行している。超音波デバイス
8と10との関係も超音波デバイス7と9との関係と同
様である。すだれ状電極T1,T2,T3およびT4は入力
用として用いられ、電極交叉幅は18mmである。すだ
れ状電極R11〜R14,R21〜R24,R31〜R34およびR
41〜R44は出力用として用いられ、電極交叉幅は2.7
mmである。すだれ状電極R11〜R14はすだれ状電極T
1に対応し、すだれ状電極R21〜R24はすだれ状電極T2
に対応し、すだれ状電極R31〜R34はすだれ状電極T3
に対応し、すだれ状電極R41〜R44はすだれ状電極T4
に対応している。FIG. 3 is a plan view showing the ultrasonic devices 7 and 9 in the touch panel section 1 of FIG. The ultrasonic devices 7 and 9 face each other. The relationship between the ultrasonic devices 8 and 10 is similar to the relationship between the ultrasonic devices 7 and 9. The interdigital electrodes T1, T2, T3 and T4 are used for input and have an electrode crossing width of 18 mm. Interdigital electrodes R11 to R14, R21 to R24, R31 to R34 and R
41 to R44 are used for output and the electrode crossing width is 2.7.
mm. The interdigital electrodes R11 to R14 are interdigital electrodes T
Corresponding to 1, the interdigital electrodes R21 to R24 are interdigital electrodes T2.
Corresponding to, the interdigital electrodes R31 to R34 are interdigital electrodes T3.
Corresponding to, the interdigital electrodes R41 to R44 are interdigital electrodes T4.
It corresponds to.
【0040】図4は図2のタッチパネル部1の断面図で
あって、入力用超音波デバイスと出力用超音波デバイス
との関係を示している。入力用すだれ状電極および出力
用すだれ状電極は圧電磁器薄板13のガラス基板11側
に設けられている。FIG. 4 is a sectional view of the touch panel portion 1 of FIG. 2, showing the relationship between the input ultrasonic device and the output ultrasonic device. The interdigital transducer for input and the interdigital transducer for output are provided on the glass substrate 11 side of the piezoelectric ceramic thin plate 13.
【0041】図5は図2のタッチパネル部1に用いられ
ているすだれ状電極の代わりに用いられるすだれ状電極
の一実施例を示す平面図である。このすだれ状電極は電
極周期長が620μmで5対の電極指と、電極周期長が
295μmで5対の電極指とから構成されている正規型
のものであって、図2のタッチパネル部1に用いられる
場合、電極周期長が295μmの電極指が互いに内側に
なるように配置される。これは、電極周期長が小さいほ
ど高周波の弾性表面波がガラス基板11に励振され、高
周波の弾性表面波ほど減衰されやすいことを考慮したも
のである。このようにして、電極周期長が小さい方ほど
弾性表面波の伝搬路長(すなわち電極間距離)が小さく
なるように配置される。FIG. 5 is a plan view showing an embodiment of a comb-shaped electrode used in place of the comb-shaped electrode used in the touch panel portion 1 of FIG. This interdigital electrode is a normal type which is composed of 5 pairs of electrode fingers having an electrode cycle length of 620 μm and 5 pairs of electrode fingers having an electrode cycle length of 295 μm. When used, the electrode fingers having an electrode period length of 295 μm are arranged inside each other. This is because in consideration of the fact that the shorter the electrode period length is, the higher the surface acoustic wave is excited on the glass substrate 11, and the higher the surface acoustic wave is, the more easily it is attenuated. In this way, the smaller the electrode cycle length, the smaller the propagation path length of the surface acoustic wave (that is, the distance between the electrodes).
【0042】図6は図1の超音波情報装置のタッチパネ
ル部1をrfパルスを用いて駆動する場合の構成図であ
る。図7は図6の構成図における各部〜における波
形図である。タッチパネル部1の駆動時、信号発生器に
よって発生させた連続波はコンピュータからのクロッ
クパルス−1および−2によりそれぞれダブル・バ
ランスド・ミキサ(D.B.M)1およびD.B.M.
2でrfパルス−1および−2に変調される。D.
B.M.1およびD.B.M.2はスイッチングの役割
を果たしていて、すだれ状電極T1およびT3(以後T1
グループと呼ぶ)にrfパルスを印加するかまたはすだ
れ状電極T2およびT4(以後T2グループと呼ぶ)にr
fパルスを印加している。T1グループのすだれ状電極
にrfパルスが印加されると、T1グループのすだれ状
電極の電極周期長にほぼ対応する周波数を有するrfパ
ルスのみが弾性表面波に変換されて入力用超音波デバイ
ス7および8の圧電磁器薄板13を伝搬し、さらにガラ
ス基板11を伝搬する。ガラス基板11を伝搬している
弾性表面波のうち出力用超音波デバイス9のすだれ状電
極R11〜R14および出力用超音波デバイス10のすだれ
状電極R31〜R34の示す電極周期長にほぼ等しい波長の
弾性表面波のみが遅延電気信号に変換されてすだれ状電
極R11〜R14およびR31〜R34(以後R1グループと呼
ぶ)から出力される。T2グループのすだれ状電極にr
fパルスが印加されると、T2グループのすだれ状電極
の電極周期長にほぼ対応する周波数を有するrfパルス
のみが弾性表面波に変換されて入力用超音波デバイス7
および8の圧電磁器薄板13を伝搬し、さらにガラス基
板11を伝搬する。ガラス基板11を伝搬している弾性
表面波のうち出力用超音波デバイス9のすだれ状電極R
21〜R24および出力用超音波デバイス10のすだれ状電
極R41〜R44の示す電極周期長にほぼ等しい波長の弾性
表面波のみが遅延電気信号に変換されてすだれ状電極R
21〜R24およびR41〜R44(以後R2グループと呼ぶ)
から出力される。このようにして、T1グループおよび
T2グループのすだれ状電極に交互に電気信号を入力す
ることにより、遅延電気信号をR1グループおよびR2
グループのすだれ状電極に交互に出力することができ
る。すだれ状電極R11とR21,R12とR22,R13とR2
3,R14とR24,R31とR41,R32とR42,R33とR4
3,およびR34とR44をそれぞれ接続すれば回路構成が
簡略化されるだけでなく、それぞれの2組のすだれ状電
極R11とR21,R12とR22,R13とR23,R14とR24,
R31とR41,R32とR42,R33とR43,およびR34とR
44の遅延電気信号が重複された形で受信される。従っ
て、T1グループのすだれ状電極に電気信号が入力され
ている場合にガラス基板11を伝搬する弾性表面波の伝
搬路をガラス基板11よりも軟らかく超音波を吸収しや
すい物質で接触すると、T1グループのすだれ状電極に
電気信号が入力されているときに限って接触位置に対応
する表面波が減衰する。同様にして、T2グループの
すだれ状電極に電気信号が入力されている場合にガラス
基板11に伝搬する弾性表面波の伝搬路を接触すると、
T2グループのすだれ状電極に電気信号が入力されてい
るときに限って接触位置に対応する表面波が減衰する
。このような遅延信号,およびは増幅、整流さ
れそれぞれ直流信号,およびになる。ガラス基板
5を接触した場合と接触しない場合に相当する直流電圧
値の間で適切なスレッシュホールド電圧値を設定するこ
とにより、コンパレータにおいてデジタル信号が得られ
る。このデジタル信号はコンピュータにより適切なタイ
ミングでパラレル信号としてコンピュータに取り込まれ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a case where the touch panel unit 1 of the ultrasonic information apparatus of FIG. 1 is driven by using an rf pulse. FIG. 7 is a waveform diagram in each part of the configuration diagram of FIG. When the touch panel unit 1 is driven, the continuous wave generated by the signal generator is generated by the double balanced mixer (DBM) 1 and D.M. B. M.
2 modulated into rf pulses -1 and -2. D.
B. M. 1 and D.I. B. M. 2 plays a role of switching, and the interdigital electrodes T1 and T3 (hereinafter T1)
Rf pulse to the group) or to the interdigital electrodes T2 and T4 (hereinafter referred to as the T2 group).
The f pulse is applied. When the rf pulse is applied to the interdigital transducer of the T1 group, only the rf pulse having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducer of the T1 group is converted into a surface acoustic wave and the input ultrasonic device 7 and 8 propagates through the piezoelectric ceramic thin plate 13 and further propagates through the glass substrate 11. Of the surface acoustic waves propagating through the glass substrate 11, the interdigital electrodes R11 to R14 of the output ultrasonic device 9 and the interdigital electrodes R31 to R34 of the output ultrasonic device 10 have a wavelength substantially equal to the electrode cycle length. Only surface acoustic waves are converted into delayed electric signals and output from the interdigital transducers R11 to R14 and R31 to R34 (hereinafter referred to as R1 group). R for T2 group interdigital transducer
When the f pulse is applied, only the rf pulse having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the T2 group interdigital transducer is converted into a surface acoustic wave and the input ultrasonic device 7
And 8 propagate through the piezoelectric ceramic thin plate 13 and further propagate through the glass substrate 11. Of the surface acoustic waves propagating through the glass substrate 11, the interdigital transducer R of the output ultrasonic device 9
21-R24 and the interdigital electrodes R41-R44 of the output ultrasonic device 10, only surface acoustic waves having wavelengths substantially equal to the electrode cycle lengths are converted into delayed electrical signals to form the interdigital electrode R.
21-R24 and R41-R44 (hereafter called R2 group)
Is output from. In this manner, the delayed electric signals are input to the R1 group and the R2 group by alternately inputting the electric signals to the interdigital electrodes of the T1 group and the T2 group.
It is possible to alternately output to the interdigital electrodes of the group. Interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R22, R13 and R2
3, R14 and R24, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R4
Not only does the circuit structure be simplified by connecting 3, and R34 and R44, respectively, but also two sets of interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R22, R13 and R23, R14 and R24,
R31 and R41, R32 and R42, R33 and R43, and R34 and R
Forty-four delayed electrical signals are received in duplicate. Therefore, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 11 is contacted with a material that is softer than the glass substrate 11 and easily absorbs ultrasonic waves when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T1 group, the T1 group The surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the interdigital transducer. Similarly, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating to the glass substrate 11 is contacted when an electric signal is input to the interdigital transducer of the T2 group,
The surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the T2 group interdigital transducer. Such delayed signals and are amplified and rectified to become DC signals and, respectively. By setting an appropriate threshold voltage value between the DC voltage values corresponding to the case where the glass substrate 5 is contacted and the case where the glass substrate 5 is not contacted, a digital signal is obtained in the comparator. This digital signal is taken into the computer as a parallel signal at an appropriate timing by the computer.
【0043】図8は図1の超音波情報装置のタッチパネ
ル部1を遅延線発振器を形成して駆動する場合の構成図
である。図8の構成図における各部〜における波形
図は図7に示す波形図と同様である。図8においてはす
だれ状電極T1とR11との間またはT2とR21との間を第
1の遅延素子とし、すだれ状電極T3とR31との間また
はT4とR41との間を第2の遅延素子とする8の字型の
信号ループを有する遅延線発振器が形成されている。タ
ッチパネル部1の駆動時、コンピュータからの指令によ
りスイッチ1,2,3および4が作動する。スイッチ1
および3(以後S1グループと呼ぶ)が閉じているとき
にはスイッチ2および4(以後S2グループと呼ぶ)は
開いている。このようにしてS1グループおよびS2グ
ループのスイッチが開閉することによりすだれ状電極T
1およびT3(以後T1グループと呼ぶ)並びにすだれ状
電極T2およびT4(以後T2グループと呼ぶ)に電気信
号を交互に入力している。T1グループまたはT2グル
ープに入力される電気信号はコンピュータからのクロ
ックパルス−1または−2によりそれぞれrfパル
ス−1および−2に変調される。S1グループのス
イッチが閉じてT1グループのすだれ状電極に電気信号
−1が入力されると、T1グループのすだれ状電極の
電極周期長にほぼ対応する周波数を有する電気信号のみ
が弾性表面波に変換されて入力用超音波デバイス7およ
び8の圧電磁器薄板13を伝搬し、さらにガラス基板1
1を伝搬する。ガラス基板11を伝搬している弾性表面
波のうち出力用超音波デバイス9のすだれ状電極R11〜
R14および出力用超音波デバイス10のすだれ状電極R
31〜R34の電極周期長にほぼ等しい波長の弾性表面波の
みが遅延電気信号に変換されてすだれ状電極R11〜R14
およびR31〜R34(以後R1グループと呼ぶ)から出力
される。S2グループのスイッチが閉じてT2グループ
のすだれ状電極に電気信号−2が入力されると、T2
グループのすだれ状電極の電極周期長にほぼ対応する周
波数を有する電気信号のみが弾性表面波に変換されて入
力用超音波デバイス7および8の圧電磁器薄板13を伝
搬し、さらにガラス基板11を伝搬する。ガラス基板1
1を伝搬している弾性表面波のうち出力用超音波デバイ
ス9のすだれ状電極R21〜R24および出力用超音波デバ
イス10のすだれ状電極R41〜R44の電極周期長にほぼ
等しい波長の弾性表面波のみが遅延電気信号に変換され
てすだれ状電極R21〜R24およびR41〜R44(以後R2
グループと呼ぶ)から出力される。このようにして、T
1グループおよびT2グループのすだれ状電極に交互に
電気信号を入力することにより、遅延電気信号をR1グ
ループおよびR2グループのすだれ状電極に交互に出力
することができる。すだれ状電極R11とR21,R12とR
22,R13とR23,R14とR24,R31とR41,R32とR4
2,R33とR43,およびR34とR44をそれぞれ接続すれ
ば回路構成が簡略化されるだけでなく、それぞれの2組
のすだれ状電極R11とR21,R12とR22,R13とR23,
R14とR24,R31とR41,R32とR42,R33とR43,お
よびR34とR44の遅延電気信号が重複された形で受信
される。但し、前記それぞれの2組のすだれ状電極のう
ちすだれ状電極R11とR21から出力される電気信号の
一部およびすだれ状電極R31とR41から出力される電気
信号の一部はそれぞれ増幅器Aおよび増幅器Bによっ
て増幅され、それぞれの位相シフタによって所定の位相
に制御された後、それぞれS1グループおよびS2グル
ープのスイッチを介して再びT1グループおよびT2グ
ループのすだれ状電極に入力される。すなわち、スイッ
チ1または2を介してすだれ状電極T1またはT2に入力
された電気信号は増幅器Aを経由した後、スイッチ3ま
たは4を介して今度はすだれ状電極T3またはT4に入力
される。また、スイッチ3または4を介してすだれ状電
極T3またはT4に入力された電気信号は増幅器Bを経由
した後、スイッチ1または2を介して今度はすだれ状電
極T1またはT2に入力される。このようにして8の字型
の信号ループを有する遅延線発振器が形成される。とこ
ろで、それぞれの2組のすだれ状電極R11とR21,R12
とR22,R13とR23,R14とR24,R31とR41,R32と
R42,R33とR43,およびR34とR44に出力された遅延
電気信号はガラス基板11を接触することにより減衰
される(または)。T1グループのすだれ状電極に
電気信号が入力されている場合にガラス基1を伝搬する
弾性表面波の伝搬路(すだれ状電極T1とR11〜R14と
の間およびすだれ状電極T3とR31〜R34との間)にガ
ラス基板11よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物質
で接触すると、T1グループのすだれ状電極に電気信号
が入力されているときに限って接触位置に対応する表面
波が減衰する。同様にして、T2グループのすだれ状
電極に電気信号が入力されている場合にガラス基板11
を伝搬する弾性表面波の伝搬路(すだれ状電極T2とR2
1〜R24との間およびすだれ状電極T4とR41〜R44との
間)に接触すると、T2グループのすだれ状電極に電気
信号が入力されているときに限って接触位置に対応する
表面波が減衰する。このような遅延信号,および
は増幅、整流されそれぞれ直流信号,およびに
なる。ガラス基板11を接触した場合と接触しない場合
に相当する直流電圧値の間で適切なスレッシュホールド
電圧値を設定することにより、コンパレータにおいてデ
ジタル信号が得られる。このデジタル信号はコンピュー
タにより適切なタイミングでパラレル信号としてコンピ
ュータに取り込まれる。この遅延線発振器による駆動方
法はパルス発生器が不要であることから、図6に示すr
fパルスを用いて駆動する場合などに比較して装置のさ
らなる小型化および低消費電力化、低電圧化が可能であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing a case where the touch panel unit 1 of the ultrasonic information apparatus shown in FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator. Waveform diagrams in each of the components in the configuration diagram of FIG. 8 are the same as those shown in FIG. 7. In FIG. 8, a first delay element is provided between the interdigital electrodes T1 and R11 or between T2 and R21, and a second delay element is provided between the interdigital electrodes T3 and R31 or between T4 and R41. A delay line oscillator having an 8-shaped signal loop is formed. When the touch panel unit 1 is driven, the switches 1, 2, 3 and 4 are operated by a command from the computer. Switch 1
Switches 2 and 4 (hereinafter referred to as S2 group) are open while switches 3 and 3 (hereinafter referred to as S1 group) are closed. In this way, by opening and closing the switches of the S1 group and the S2 group, the interdigital electrodes T
Electrical signals are alternately input to 1 and T3 (hereinafter referred to as T1 group) and interdigital electrodes T2 and T4 (hereinafter referred to as T2 group). The electrical signal input to the T1 group or the T2 group is modulated into rf pulses -1 and -2 by clock pulse -1 or -2 from the computer, respectively. When the switch of the S1 group is closed and the electric signal -1 is input to the interdigital electrode of the T1 group, only the electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital electrode of the T1 group is converted into a surface acoustic wave. Is propagated through the piezoelectric ceramic thin plate 13 of the input ultrasonic devices 7 and 8, and the glass substrate 1
Propagate 1. Of the surface acoustic waves propagating through the glass substrate 11, the interdigital transducer R11 of the output ultrasonic device 9
R14 and the interdigital transducer R of the output ultrasonic device 10
Only surface acoustic waves having wavelengths substantially equal to the electrode period lengths of 31 to R34 are converted into delayed electric signals and the interdigital electrodes R11 to R14.
And R31 to R34 (hereinafter referred to as R1 group). When the switch of the S2 group is closed and the electric signal -2 is input to the interdigital transducer of the T2 group, T2
Only electric signals having a frequency substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital transducers of the group are converted into surface acoustic waves and propagated through the piezoelectric ceramic thin plate 13 of the input ultrasonic devices 7 and 8, and further propagated through the glass substrate 11. To do. Glass substrate 1
1 of the surface acoustic waves propagating in 1 of the interdigital transducers R21 to R24 of the output ultrasonic device 9 and the interdigital electrodes R41 to R44 of the output ultrasonic device 10 having a wavelength substantially equal to the electrode period length. Only the interdigital electrodes R21 to R24 and R41 to R44 (hereinafter R2) are converted into delayed electric signals.
(Called a group). In this way, T
By alternately inputting electric signals to the interdigital electrodes of the 1st group and the T2 group, delayed electric signals can be output alternately to the interdigital electrodes of the R1 group and the R2 group. Interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R
22, R13 and R23, R14 and R24, R31 and R41, R32 and R4
2, R33 and R43, and R34 and R44, respectively, not only simplifies the circuit structure, but also each of the two sets of interdigital electrodes R11 and R21, R12 and R22, R13 and R23,
The delayed electrical signals of R14 and R24, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R43, and R34 and R44 are received in an overlapped form. However, a part of the electric signals output from the interdigital electrodes R11 and R21 and a part of the electric signals output from the interdigital electrodes R31 and R41 of the two sets of the interdigital electrodes are respectively amplified by the amplifier A and the amplifier. After being amplified by B and controlled to a predetermined phase by each phase shifter, it is input again to the interdigital electrodes of the T1 group and the T2 group via the switches of the S1 group and the S2 group. That is, the electric signal input to the interdigital transducer T1 or T2 via the switch 1 or 2 is input to the interdigital transducer T3 or T4 after passing through the amplifier A and then the switch 3 or 4. Further, the electric signal input to the interdigital transducer T3 or T4 via the switch 3 or 4 is input to the interdigital transducer T1 or T2 via the switch 1 or 2 after passing through the amplifier B. In this way, a delay line oscillator having an 8-shaped signal loop is formed. By the way, two pairs of each of the interdigital transducers R11, R21, and R12 are provided.
And R22, R13 and R23, R14 and R24, R31 and R41, R32 and R42, R33 and R43, and R34 and R44 are attenuated (or) by contacting the glass substrate 11. The propagation path of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 1 when an electric signal is input to the interdigital transducers of the T1 group (between the interdigital transducers T1 and R11 to R14 and the interdigital transducers T3 and R31 to R34). If a material that is softer than the glass substrate 11 and easily absorbs ultrasonic waves is contacted with (between) the surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the interdigital transducer of the T1 group. Similarly, when an electric signal is input to the interdigital transducer of the T2 group, the glass substrate 11
Propagation path of surface acoustic waves propagating in the space (interdigital electrodes T2 and R2
Contact between 1 to R24 and between the interdigital electrodes T4 and R41 to R44), the surface wave corresponding to the contact position is attenuated only when an electric signal is input to the interdigital electrodes of the T2 group. To do. Such delayed signals and are amplified and rectified to become DC signals and, respectively. By setting an appropriate threshold voltage value between the DC voltage values corresponding to the case where the glass substrate 11 is contacted and the case where the glass substrate 11 is not contacted, a digital signal is obtained in the comparator. This digital signal is taken into the computer as a parallel signal at an appropriate timing by the computer. This delay line oscillator driving method does not require a pulse generator, so r shown in FIG.
The device can be further downsized, the power consumption can be reduced, and the voltage can be reduced as compared with the case of driving using the f pulse.
【0044】図1の超音波情報装置の駆動時、コンピュ
ータからの指令により表示装置の表示画面7には接触位
置に対応して色分けされた情報が現われるようになって
いる。しかも、T1グループまたはT2グループのすだ
れ状電極に入力される電気信号の周波数と、その色とが
対応するようなシステムが組み込まれている。なお、表
示画面7の情報はガラス基板5を介して見られるように
なっている。このようにして、ガラス基板5を伝搬する
弾性表面波の伝搬路を接触すると、その伝搬路を伝搬し
ている弾性表面波が減衰または消滅し、それに伴って表
示画面7には接触位置に対応して色分けされた情報が現
われる。しかも、入力する電気信号の周波数を切り換え
る操作を行うことにより、同一の位置のガラス基板5を
接触することにより表示画面7の該同一の位置において
周波数の種類に対応する複数の色で情報を入力すること
が可能となる。すなわち、2種類の周波数を用いれば同
一の位置において2種類の色で色分けされた情報の入力
が可能になる。また、接触位置に対応する形の情報を所
定の時間、表示画面に表示させておくシステムが組み込
まれている。このようにして、たとえばガラス基板5よ
りも軟らかく超音波を吸収しやすい物質で文字などをガ
ラス基板5に描いた場合、その文字を表示画面7に映し
出すことができる。図1の超音波情報装置において図5
のすだれ状電極を用いた場合には、該すだれ状電極の電
極周期長が2種類あってしかもそれぞれの値の差が大き
いことから、該すだれ状電極に入力される2種類の電気
信号の周波数の値の差を大きくすることができる。しか
もそれぞれの種類の電極周期長にほぼ対応して入力する
電気信号の周波数をさらに数種類に細分化することがで
きるので、結果として入力する電気信号の周波数の種類
をさらに増加することができる。When the ultrasonic information device of FIG. 1 is driven, color-coded information corresponding to the contact position appears on the display screen 7 of the display device according to a command from the computer. Moreover, a system is incorporated in which the frequency of the electric signal input to the interdigital electrodes of the T1 group or the T2 group corresponds to the color thereof. The information on the display screen 7 can be viewed through the glass substrate 5. In this way, when the propagation path of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 5 is contacted, the surface acoustic wave propagating along the propagation path is attenuated or disappears, and accordingly, the display screen 7 corresponds to the contact position. Then, color-coded information appears. Moreover, by performing an operation of switching the frequency of the input electric signal, the glass substrate 5 at the same position is brought into contact with the display screen 7 to input information in a plurality of colors corresponding to the type of frequency at the same position. It becomes possible to do. That is, if two kinds of frequencies are used, it is possible to input information that is color-coded with two kinds of colors at the same position. In addition, a system is built in which the information corresponding to the contact position is displayed on the display screen for a predetermined time. In this way, for example, when a character or the like is drawn on the glass substrate 5 with a substance that is softer than the glass substrate 5 and easily absorbs ultrasonic waves, the character can be displayed on the display screen 7. In the ultrasonic information device of FIG. 1, FIG.
When the interdigital transducer is used, there are two types of electrode cycle lengths of the interdigital transducer and the difference between the respective values is large. Therefore, the frequencies of the two types of electric signals input to the interdigital transducer are set. The difference between the values of can be increased. Moreover, since the frequencies of the electric signals to be input can be further subdivided into several types in correspondence with the electrode period lengths of the respective types, as a result, the types of frequencies of the electric signals to be input can be further increased.
【0045】図9および図10はすだれ状電極T1,R1
1間における周波数に対する挿入損失の関係を示す特性
図である。ただし図9はガラス基板11上を接触しない
場合を、図10はガラス基板11上を接触した場合を示
す。3.96MHz近傍のピークが1次モードの弾性表
面波に対応している。この1次モードの弾性表面波に注
目すると、挿入損失における接触した場合と接触しない
場合との差が約10dBであることが分かる。この挿入
損失の変化はタッチパネル部1の信号処理を行う上で十
分な変化である。9 and 10 show interdigital electrodes T1 and R1.
It is a characteristic view which shows the relationship of the insertion loss with respect to the frequency between 1. However, FIG. 9 shows the case where the glass substrate 11 is not touched, and FIG. 10 shows the case where the glass substrate 11 is touched. The peak near 3.96 MHz corresponds to the surface acoustic wave of the first mode. Focusing on the surface acoustic wave of the first-order mode, it can be seen that the difference in insertion loss between contact and non-contact is about 10 dB. This change in insertion loss is a sufficient change for signal processing of the touch panel unit 1.
【0046】図11および図12は3.96MHzのr
fパルスを印加した場合のすだれ状電極T1,R11間に
おける応答特性を示す図である。ただし図11はガラス
基板11上を接触しない場合を、図12はガラス基板1
1上を接触した場合を示す。すだれ状電極T1,R11間
にガラス基板11が設けられていることから、電磁的直
達波もなくスプリアスも少ない良好な応答特性を示して
いることが分かる。従って、信号処理が容易にできる。11 and 12 show r of 3.96 MHz.
It is a figure which shows the response characteristic between the interdigital transducers T1 and R11 when f pulse is applied. However, FIG. 11 shows the case where the glass substrate 11 is not in contact, and FIG.
1 shows the case of contact on the top. Since the glass substrate 11 is provided between the interdigital electrodes T1 and R11, it can be seen that good response characteristics are exhibited with no electromagnetic direct waves and little spurious. Therefore, signal processing can be facilitated.
【0047】図13は図8に示す遅延線発振器における
発振のスペクトルを示す特性図である。但し、入力する
電気信号の周波数がf1のときのものである。foは基
本波を示し3.951MHzである。タッチパネル部1
を1次モードで設計していることから、他のモードの影
響を受けずに安定な発振が得られている。また、表面波
がほとんど広がることなく伝搬することから、他の波の
影響を受けずに容易に発振させることができる。FIG. 13 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum in the delay line oscillator shown in FIG. However, this is when the frequency of the input electric signal is f1. fo represents the fundamental wave and is 3.951 MHz. Touch panel 1
Since it is designed in the first-order mode, stable oscillation is obtained without being affected by other modes. Further, since the surface wave propagates with almost no spread, it can be easily oscillated without being affected by other waves.
【0048】図14はタッチパネル部1のガラス基板1
1を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図で
あり、弾性表面波の波数kと圧電磁器薄板13の厚さd
との積(kd)または弾性表面波の波長λに対するdの
割合(d/λ)に対する各モードの位相速度を示す図で
ある。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁器薄板13の
ガラス基板11と接触する方の板面(ガラス側板面)が
電気的に開放状態にあってもう一方の空気に接触する方
の板面(空気側板面)が電気的に短絡状態にあるもの
と、圧電磁器薄板11のガラス側板面と空気側板面とが
共に電気的に短絡状態にあるものである。本実施例にお
いては圧電磁器薄板11の板面に金属薄膜を被覆するこ
とによりその板面を電気的に短絡状態にしている。本図
において“short”は短絡状態を、“open”は
開放状態であることを示す。弾性表面波には複数個のモ
ードがある。零次モードは基本レイリー波であり、零次
モードはkd値が零のときガラス基板11のレイリー波
速度に一致していて、kd値が大きくなるにつれて圧電
磁器薄板13のレイリー波速度に収束している。1次以
上のモードではカットオフ周波数が存在し、kd値がそ
れぞれの最小のときガラス基板11の横波速度に収束し
ている。本図において○印は実測値を示す。FIG. 14 shows the glass substrate 1 of the touch panel section 1.
2 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating in FIG. 1, where the wave number k of the surface acoustic wave and the thickness d of the piezoelectric ceramic thin plate 13 are formed.
It is a figure which shows the phase velocity of each mode with respect to the product (kd) or the ratio of d with respect to the wavelength (lambda) of surface acoustic wave (d / (lambda)). However, the piezoelectric ceramic thin plate 13 has a plate surface (a glass side plate surface) of the piezoelectric ceramic thin plate 13 which is in contact with the glass substrate 11 (a glass side plate surface) which is in an electrically open state and which is in contact with one side of the plate (air side). The side plate surface) is electrically short-circuited, and the glass side plate surface and the air side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 11 are both electrically short-circuited. In the present embodiment, the plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 11 is coated with a metal thin film to electrically short the plate surface. In this figure, "short" indicates a short-circuit state and "open" indicates an open state. Surface acoustic waves have multiple modes. The zero-order mode is the fundamental Rayleigh wave, and when the kd value is zero, the zero-order mode agrees with the Rayleigh wave velocity of the glass substrate 11 and converges to the Rayleigh wave velocity of the piezoelectric ceramic thin plate 13 as the kd value increases. ing. There is a cutoff frequency in the first and higher modes, and the kd values converge to the transverse wave velocity of the glass substrate 11 when the respective kd values are minimum. In this figure, the circles indicate measured values.
【0049】図15はタッチパネル部1のガラス基板1
1を伝搬する弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図で
あり、kd値またはd/λ値に対する各モードの位相速
度を示す図である。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁
器薄板13のガラス側板面と空気側板面とが共に電気的
に開放状態にあるものと、圧電磁器薄板13のガラス側
板面が電気的に短絡状態にあって空気側板面が電気的に
開放状態にあるものを用いた。零次モードではfd値が
零のときガラス基板11のレイリー波速度に一致してい
て、kd値が大きくなるにつれて圧電磁器薄板13のレ
イリー波速度に収束している。1次以上のモードではカ
ットオフ周波数が存在し、kd値がそれぞれの最小のと
きガラス基板11の横波速度に収束している。本図にお
いて○印は実測値を示す。FIG. 15 shows the glass substrate 1 of the touch panel section 1.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating in 1 and showing a phase velocity of each mode with respect to a kd value or a d / λ value. However, in the piezoelectric ceramic thin plate 13, one in which both the glass side plate surface and the air side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 13 are in an electrically open state and one in which the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 13 is in an electrically short-circuited state The air side plate surface was electrically open. In the zero-order mode, when the fd value is zero, it coincides with the Rayleigh wave velocity of the glass substrate 11 and converges to the Rayleigh wave velocity of the piezoelectric ceramic thin plate 13 as the kd value increases. There is a cutoff frequency in the first and higher modes, and the kd values converge to the transverse wave velocity of the glass substrate 11 when the respective kd values are minimum. In this figure, the circles indicate measured values.
【0050】図16は圧電磁器薄板13の異なる2つの
電気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電
気機械結合係数k2 とkd値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁器薄板13のガ
ラス側板面にすだれ状電極(IDT)を設け空気側板面
を電気的に短絡状態にしたものを用いている。高次モー
ドのk2 は零次モードに比べて大きな値を示す。特に1
次モードではkd=1.8においてk2 =17.7%と
いう最大値を示している。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions. However, the piezoelectric ceramic thin plate 13 uses a piezoelectric ceramic thin plate 13 on which a glass-side plate surface is provided with interdigital electrodes (IDT) to electrically short the air-side plate surface. The higher order mode k 2 has a larger value than the zero order mode. Especially 1
In the next mode, the maximum value of k 2 = 17.7% is shown when kd = 1.8.
【0051】図17は圧電磁器薄板13の異なる2つの
電気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電
気機械結合係数k2 とkd値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁器薄板13のガ
ラス側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に
開放状態にしたものを用いている。高次モードのk2は
零次モードに比べて大きな値を示す。FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions. However, the piezoelectric ceramic thin plate 13 uses a piezoelectric ceramic thin plate 13 on which a glass-side plate surface is provided with interdigital electrodes to electrically open the air-side plate surface. The higher order mode k 2 has a larger value than the zero order mode.
【0052】図18は圧電磁器薄板13の異なる2つの
電気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電
気機械結合係数k2 とkd値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁器薄板13のガ
ラス側板面を電気的に短絡状態にし空気側板面にすだれ
状電極を設けたものを用いている。FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions. However, as the piezoelectric ceramic thin plate 13, one in which the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 13 is electrically short-circuited and the interdigital electrode is provided on the air side plate surface is used.
【0053】図19は圧電磁器薄板13の異なる2つの
電気的境界条件下での位相速度差から算出した実効的電
気機械結合係数k2 とkd値との関係を示す特性図であ
る。但し、圧電磁器薄板13は、圧電磁器薄板13のガ
ラス側板面を電気的に開放状態にし空気側板面にすだれ
状電極を設けたものを用いている。FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions. However, as the piezoelectric ceramic thin plate 13, one in which the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 13 is electrically opened and an interdigital electrode is provided on the air side plate surface is used.
【0054】図14〜19より、1次以上のモードでは
タッチパネル部1を伝搬する弾性表面波の速度がガラス
基板11単体を伝搬する弾性表面波の速度と等しいとき
k2が最大値を示すことがわかる。14 to 19, in the first and higher modes, k 2 exhibits the maximum value when the velocity of the surface acoustic wave propagating through the touch panel portion 1 is equal to the velocity of the surface acoustic wave propagating through the glass substrate 11 alone. I understand.
【0055】図16〜19より、圧電磁器薄板13のガ
ラス側板面にすだれ状電極を設け空気側板面を電気的に
短絡状態にした構造においてすだれ状電極に加えられる
電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度合が大き
くなることがわかる。16 to 19, in the structure in which the interdigital electrode is provided on the glass side plate surface of the piezoelectric ceramic thin plate 13 and the air side plate surface is electrically short-circuited, the electric energy applied to the interdigital electrode becomes a surface acoustic wave. It can be seen that the degree of conversion increases.
【0056】タッチパネル部1のガラス基板11に弾性
表面波を励振する場合、圧電磁器薄板13とガラス基板
11との界面で音響インピーダンスの不整合等によって
生じる反射等を考慮する必要がある。反射係数を最小に
する手段としては、タッチパネル部1における表面波速
度とガラス基板11単体の表面波速度とが等しくなるよ
うにタッチパネル部1を設計すること、表面波の波長λ
に対する圧電磁器薄板13の厚さdの割合(d/λ)が
小さくなるようにタッチパネル部1を設計すること等が
挙げられる。d値が一定である場合には3次よりは2
次、2次よりは1次モードの方が有効である。When a surface acoustic wave is excited on the glass substrate 11 of the touch panel portion 1, it is necessary to consider reflection and the like caused by acoustic impedance mismatch at the interface between the piezoelectric ceramic thin plate 13 and the glass substrate 11. As means for minimizing the reflection coefficient, the touch panel unit 1 is designed so that the surface wave velocity in the touch panel unit 1 and the surface wave velocity of the glass substrate 11 are equal, and the wavelength λ of the surface wave is set.
The touch panel unit 1 may be designed so that the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric ceramic thin plate 13 with respect to is small. If d value is constant, it is 2 rather than 3rd order
The primary mode is more effective than the secondary and secondary modes.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明の超音波情報装置によれば、すだ
れ状電極Pi(i=1,2,……,N)から電気信号を
入力する構造を採用することにより、基板の板面Z1に
弾性表面波を励振させることができる。しかも、低消費
電力で高電圧を印加すること無しに効率良く弾性表面波
を励振することができる。すだれ状電極Qi-1およびQi
-2を出力用とし、しかもすだれ状電極Qi-1およびQi-2
のそれぞれをすだれ状電極Piに対し弾性表面波の送受
波の指向軸が共通になるよう配置する構造を採用するこ
とにより、板面Z1に励振されている弾性表面波を電気
信号として効率よく出力させることができる。板面Z1
における弾性表面波の伝搬路(すなわちすだれ状電極P
iとQi-1との間およびPiとQi-2との間)を入力ペンの
ペン先で接触することにより板面Z1に励振されている
弾性表面波が消滅または減衰するから、すだれ状電極Q
i-1およびQi-2に出力される電気信号も消滅または減衰
する。このとき、すだれ状電極Qi-1およびQi-2のうち
出力される電気信号が消滅または減衰するすだれ状電極
を判別することにより、ペン先によって接触された被接
触部分の特定ができる。このようにして、本発明の超音
波情報装置は応答時間が短く感度が良い。なお、前記ペ
ン先は基板よりも軟らかく超音波を吸収しやすい物質で
成ることが必要で、人の指などもその特徴を有する。According to the ultrasonic information apparatus of the present invention, by adopting the structure in which the electric signal is inputted from the interdigital electrodes P i (i = 1, 2, ..., N), the plate surface of the substrate is Surface acoustic waves can be excited in Z1. Moreover, surface acoustic waves can be efficiently excited with low power consumption and without applying a high voltage. Interdigital electrodes Q i-1 and Q i
-2 for output, and the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2
By adopting a structure in which the directional axes for transmitting and receiving the surface acoustic wave are common to the interdigital electrodes P i , the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 can be efficiently used as an electric signal. Can be output. Board surface Z1
Propagation path of surface acoustic wave at (ie, interdigital electrode P
By contacting between i and Q i-1 and between P i and Q i-2 ) with the pen tip of the input pen, the surface acoustic wave excited on the plate surface Z1 disappears or attenuates. Interdigital transducer Q
The electric signal output to i-1 and Q i-2 also disappears or attenuates. At this time, it is possible to identify the contacted portion touched by the pen tip by determining which one of the interdigital electrodes Q i-1 and Q i-2 in which the output electric signal disappears or attenuates. In this way, the ultrasonic information device of the present invention has a short response time and good sensitivity. It is necessary that the pen tip be made of a material that is softer than the substrate and that absorbs ultrasonic waves easily, and a human finger or the like also has the characteristic.
【0058】すだれ状電極Piにすだれ状電極Piの電極
周期長にほぼ対応する少なくとも1種類の周波数の電気
信号を入力する構造を採用することにより、板面Z1に
該電極周期長にほぼ等しい波長を有する少なくとも1種
類の弾性表面波を励振することができる。また、板面Z
1に励振された弾性表面波をその波長に応じてすだれ状
電極Qi-1およびQi-2から電気信号として出力すること
ができる。[0058] By employing at least one structure for inputting an electric signal of a frequency substantially corresponding to the interdigital periodicity of interdigital electrodes P i to interdigital electrodes P i, substantially to the electrode period length on the plate surface Z1 It is possible to excite at least one surface acoustic wave having an equal wavelength. Also, the plate surface Z
The surface acoustic wave excited by No. 1 can be output as an electric signal from the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 according to its wavelength.
【0059】板面Z1に超音波送受波手段を少なくとも
2つ設けた構造を採用し、しかも1つの超音波送受波手
段におけるすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間
の弾性表面波の伝搬路と、別の超音波送受波手段におけ
るすだれ状電極Piとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表
面波の伝搬路とを互いに直交させる構造を採用すること
により、板面Z1における被接触部分をさらに繊細に特
定できる。これは超音波送受波手段の数が多い程きめ細
かな特定が可能となる。A structure in which at least two ultrasonic wave transmitting / receiving means are provided on the plate surface Z1 is adopted, and moreover, an elastic surface between the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in one ultrasonic wave transmitting / receiving means. By adopting a structure in which the wave propagation path and the surface acoustic wave propagation path between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means are orthogonal to each other, the plate surface The contacted portion in Z1 can be specified more delicately. As the number of ultrasonic wave transmitting / receiving means increases, more detailed identification becomes possible.
【0060】すだれ状電極Qi-1のそれぞれの出力端を
互いに電気的に接続点N1で接続し、すだれ状電極Q
i-2のそれぞれの出力端を互いに電気的に接続点N2で
接続することにより、板面Z1における被接触部分を接
続点N1または接続点N2に現れる電気信号の大きさか
ら検出することができる。すだれ状電極Piに電気信号
を入力する手段として、出力端がすだれ状電極Piの入
力端にそれぞれ接続されたN個のスイッチSi(i=
1,2,……,N)を設け、該スイッチSiを順次に所
定の周期で電気的にそれぞれ断続する構造を採用するこ
とにより、すだれ状電極Piに順次に電気信号を入力す
ることができる。従って、板面Z1上における弾性表面
波の伝搬路のうちたとえばすだれ状電極P1とQ1-1との
間を接触した場合には、すだれ状電極P1に電気信号が
入力されているときに限って接続点N1に出力される遅
延電気信号が減衰または消滅する。このようにして接触
位置を明確に指定することが可能になる。The output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at the connection point N1, and the interdigital transducer Q i is connected.
By electrically connecting the respective output terminals of i-2 to each other at the connection point N2, the contacted portion on the plate surface Z1 can be detected from the magnitude of the electric signal appearing at the connection point N1 or the connection point N2. . As means for inputting an electrical signal to the interdigital electrodes P i, of the N having an output connected to the input terminal of the interdigital electrodes P i switch S i (i =
1, 2, ..., N) and the structure in which the switches S i are sequentially electrically interrupted at a predetermined cycle is used to sequentially input an electric signal to the interdigital transducer P i. You can Therefore, when, for example, between the interdigital electrodes P 1 and Q 1-1 in the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1, the electrical signals are input to the interdigital electrode P 1 . Only, the delayed electric signal output to the connection point N1 is attenuated or disappears. In this way, the contact position can be clearly specified.
【0061】スイッチSiのそれぞれの入力端を互いに
電気的に接続点NSで接続し、接続点N1を増幅器を介
して接続点NSに電気的に接続する構造を採用すること
により、すだれ状電極PiからQi-1に至る間の板面Z1
で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,2,……,
N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,2,……,
N)を構成することができる。発振器Hiの信号ループ
はすだれ状電極Piと、伝搬路Diと、すだれ状電極Q
i-1と、増幅器とから成る。このようにして、回路構成
が簡略化されることから装置の小型軽量化がさらに促進
され、しかも低消費電力で低電圧での駆動が可能とな
る。By adopting a structure in which the respective input ends of the switches S i are electrically connected to each other at the connection point NS and the connection point N1 is electrically connected to the connection point NS via an amplifier, the interdigital electrode is formed. Plate surface Z1 between P i and Q i-1
The surface acoustic wave propagation path D i (i = 1, 2, ...,
Oscillator H i (i = 1, 2, ..., N) as a delay element
N) can be configured. The signal loop of the oscillator H i includes the interdigital electrode P i , the propagation path D i, and the interdigital electrode Q.
It consists of i-1 and an amplifier. In this way, since the circuit configuration is simplified, it is possible to further reduce the size and weight of the device, and it is possible to drive at low voltage with low power consumption.
【0062】すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2とし
てそれぞれが少なくとも2つの電極周期長L1およびL
2を有する構造を採用することにより、すだれ状電極P
iに電極周期長L1またはL2にほぼ相応する周波数の
電気信号を入力することができる。従って、板面Z1に
電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の弾性表面
波を励振することができる。また、板面Z1に励振され
ている電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長を有
する弾性表面波をすだれ状電極Qi-1およびQi -2から電
気信号として出力させることができる。超音波送受波手
段においてすだれ状電極Piおよびすだれ状電極群Qiを
電極周期長が小さい方の電極指が互いに内側になるよう
に、つまり電極間距離が小さくなるように配置すること
により、板面Z1に励振する弾性表面波の減衰を抑制す
ることができる。The interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2 each have at least two electrode period lengths L1 and L.
By adopting the structure having 2, the interdigital electrode P
An electric signal having a frequency substantially corresponding to the electrode cycle length L1 or L2 can be input to i . Therefore, a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 can be excited on the plate surface Z1. Further, surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2 excited on the plate surface Z1 can be output as electric signals from the interdigital electrodes Q i-1 and Q i -2 . By arranging the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i in the ultrasonic wave transmitting / receiving means such that the electrode fingers having the smaller electrode cycle lengths are inside each other, that is, the inter-electrode distance is small, Attenuation of surface acoustic waves excited on the plate surface Z1 can be suppressed.
【0063】情報入力手段として板面Z1にペン先を接
触させて情報を入力する手段が含まれる。また、接触に
より表示画面に情報を表示させる構造を採用している。
表示画面の情報はそのまま板面Z1を介して見られるよ
うになっている。しかも、板面Z1を通して見える表示
画面の透明度は優れている。これはつまりディスプレイ
とキーボードとが一体となった構造に他ならない。従っ
て、装置の一層の小型軽量化、薄型化が促進されるとと
もに、画面が鮮明で、そのうえ初心者にも簡単に操作で
きる。As the information input means, means for inputting information by bringing the pen tip into contact with the plate surface Z1 is included. In addition, a structure is adopted in which information is displayed on the display screen by contact.
The information on the display screen can be viewed as it is through the plate surface Z1. Moreover, the transparency of the display screen seen through the plate surface Z1 is excellent. In other words, this is nothing but the structure in which the display and the keyboard are integrated. Therefore, further reduction in size, weight and thickness of the device is promoted, the screen is clear, and even a beginner can easily operate.
【0064】被接触部分の位置に対応する情報が表示画
面に所定の時間だけ表示される構造が採用されている。
但し、該情報はこれから入力しようとする情報、または
すでに保存されていて被接触部分の位置に基づいて表示
画面に出力される情報である。従って、文字などの情報
を入力する場合、ペン先で文字などを板面Z1に描くこ
とによりその文字を表示画面に映し出すことができる。
このようにして、文字、記号、その他の情報を板面Z1
に直接書き込むことにより、それらの情報の入力ができ
るばかりでなく、表示画面に画像として映し出すことが
可能になる。また、板面Z1の所定の部分に接触するこ
とにより、すでに保存されていた情報を表示画面に出力
することも可能である。A structure is adopted in which information corresponding to the position of the contacted portion is displayed on the display screen for a predetermined time.
However, the information is information to be input from now on or information which is already stored and is output to the display screen based on the position of the contacted portion. Therefore, when inputting information such as a character, the character can be displayed on the display screen by drawing the character on the plate surface Z1 with a pen tip.
In this way, characters, symbols, and other information are printed on the plate surface Z1.
By directly writing in, it becomes possible not only to input such information but also to be displayed as an image on the display screen. Further, it is also possible to output the previously stored information to the display screen by touching a predetermined portion of the plate surface Z1.
【0065】情報処理手段としてペン先によって接触さ
れた板面Z1における被接触部分を特定する手段と、そ
の被接触部分の位置に基づき情報入力手段で入力された
情報を検出する入力情報検出手段とが含まれる。また、
情報処理手段は情報記憶手段を備えている。情報記憶手
段として板面Z1上の位置をアドレスとし該位置に対応
付けた情報をデータとしたテーブルを予め記憶しておく
構造を採用することにより、被接触部分の位置がアドレ
スとして入力される。従って、そのアドレスから保存さ
れているデータを読み出すことができる。また、情報記
憶手段として文字や記号などのパターンを予め記憶して
おく構造を採用することにより、被接触部分の位置の移
動で形成される軌跡が入力され、該軌跡とパターンとの
比較が行なわれ、前記軌跡の示す情報が認識される。従
って、板面Z1に描いた文字などの情報を入力すること
ができる。As information processing means, means for specifying the contacted portion on the plate surface Z1 contacted by the pen tip, and input information detecting means for detecting the information input by the information input means based on the position of the contacted portion. Is included. Also,
The information processing means includes an information storage means. The position of the contacted portion is input as an address by adopting a structure in which a table in which the position on the plate surface Z1 is an address and the information associated with the position is data is previously stored as the information storage means. Therefore, the stored data can be read from that address. Further, by adopting a structure in which patterns such as characters and symbols are stored in advance as the information storage means, the locus formed by the movement of the position of the contacted portion is input, and the locus and the pattern are compared. Then, the information indicated by the trajectory is recognized. Therefore, information such as characters drawn on the plate surface Z1 can be input.
【0066】表示画面として少なくとも2種類の色で情
報が表示される構造を採用し、すだれ状電極Piに入力
する電気信号の周波数と表示画面の色とを対応させる構
造を採用することにより、表示画面の同一箇所に周波数
を切り換えることによって別々に色分けされた情報を入
力することが可能になる。つまり、板面Z1における前
記箇所を周波数ごとに接触することによって周波数ごと
に色分けされた情報を入力することが可能になる。従っ
て、入力する情報量を増大させることにもなる。By adopting a structure in which information is displayed in at least two kinds of colors as the display screen, and adopting a structure in which the frequency of the electric signal input to the interdigital transducer P i corresponds to the color of the display screen, By switching the frequency to the same location on the display screen, it becomes possible to input information that is color-coded separately. That is, it is possible to input color-coded information for each frequency by touching the above-mentioned location on the plate surface Z1 for each frequency. Therefore, the amount of information to be input is also increased.
【0067】基板としてLa添加ジルコン・チタン酸鉛
(PLZT)磁器などの透光性の圧電セラミックを採用
し、その圧電セラミックの分極軸の方向と厚さ方向とを
平行にする構造を採用することにより、該基板に効率よ
く弾性表面波を励振することができる。このとき、すだ
れ状電極Piおよびすだれ状電極群Qiは基板に直接設け
られている。また、圧電セラミックとしてほぼ透明な構
造を採用することにより、表示画面に現われる情報を板
面Z1上から見ることができる。圧電セラミックで成る
基板の板面Z1に弾性表面波を伝搬させるためには基板
の厚さはすだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2の電極周
期長の3倍以上であることが望ましい。基板の厚さが電
極周期長よりも小さく、薄い場合にはラム波が伝搬する
が、タッチパネルとしての機能を果たしうるモードが存
在するならば、ラム波の利用も可能である。基板として
は圧電セラミックの他にLiNbO3,LiTaO3等の
単結晶が考えられる。これらの単結晶は透明でしかも圧
電性を有していることから基板として有望であるが、結
晶としての異方性を有しているので電気機械結合係数を
含めて設計の段階で工夫を必要とするだけでなく、余分
な電子回路を必要とする可能性がある。圧電セラミック
の中でもPLZTは透明でありしかも加工性、耐久性に
優れていることから基板として有望である。PLZTで
成る基板の板面Z1の面内での等方性を利用することに
より、1つの超音波送受波手段におけるすだれ状電極P
iとすだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬路と、
別の超音波送受波手段におけるすだれ状電極Piとすだ
れ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬路とを互いに
直交させる構造を採用した場合、一方のすだれ状電極群
Qiともう一方のすだれ状電極群Qiに出力される電気信
号のレベルをほぼ同一にすることができる。従って回路
構成が簡単になり装置の小型軽量化が促進できるばかり
でなく、出力信号を常に均一化できるので信号処理が正
確になり感度が向上する。さらに分解能も上がるので入
力する情報量を増大できる。A transparent piezoelectric ceramic such as La-doped zircon / lead titanate (PLZT) porcelain is used as the substrate, and a structure in which the polarization axis direction of the piezoelectric ceramic and the thickness direction are parallel to each other is adopted. As a result, surface acoustic waves can be efficiently excited on the substrate. At this time, the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group Q i are directly provided on the substrate. Moreover, by adopting a substantially transparent structure as the piezoelectric ceramic, the information appearing on the display screen can be seen from the plate surface Z1. In order to propagate the surface acoustic wave to the plate surface Z1 of the substrate made of piezoelectric ceramic, the thickness of the substrate must be three times or more the electrode period length of the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2. Is desirable. When the thickness of the substrate is smaller than the electrode period length and is thin, the Lamb wave propagates, but if there is a mode that can function as a touch panel, the Lamb wave can also be used. As the substrate, a single crystal such as LiNbO 3 , LiTaO 3 or the like can be considered in addition to the piezoelectric ceramic. These single crystals are promising as substrates because they are transparent and have piezoelectricity, but because they have anisotropy as crystals, it is necessary to devise them at the design stage including the electromechanical coupling coefficient. And may require extra electronic circuitry as well. Among piezoelectric ceramics, PLZT is promising as a substrate because it is transparent and has excellent workability and durability. By utilizing the in-plane isotropy of the plate surface Z1 of the substrate made of PLZT, the interdigital transducer P in one ultrasonic wave transmitting / receiving means.
a propagation path of the surface acoustic wave between i and the interdigital electrode group Q i ,
In the case of adopting a structure in which the propagation path of the surface acoustic wave between the interdigital transducer P i and the interdigital transducer group Q i in another ultrasonic wave transmitting / receiving means is orthogonal to each other, one interdigital transducer group Q i The level of the electric signal output to the other interdigital transducer group Q i can be made substantially the same. Therefore, not only can the circuit structure be simplified and the device can be made smaller and lighter, but the output signals can be made uniform at all times, so that the signal processing is accurate and the sensitivity is improved. Furthermore, since the resolution is improved, the amount of information to be input can be increased.
【0068】基板として非圧電体を採用し、超音波送受
波手段が超音波デバイスAおよびBで成る構造を採用
し、超音波デバイスAが圧電薄板aにすだれ状電極Pi
を設けて成り超音波デバイスBが圧電薄板bにすだれ状
電極群Qiを設けて成ることから、すだれ状電極Piに接
触する部分の基板の板面Z1に1次モードまたは2次以
上のモードの弾性表面波を励振させることができる。こ
のときこの弾性表面波の位相速度が基板単体における弾
性表面波の伝搬速度にほぼ等しくなるような構造を採用
することにより、すだれ状電極Piから加えられる電気
的エネルギーが弾性表面波に変換される度合を大きくす
ることができるだけでなく、圧電薄板と基板との界面で
の音響インピーダンスの不整合等によって生じる反射等
を除去することができる。このようにして、低消費電力
で高電圧を印加すること無しに効率良く弾性表面波を基
板の板面Z1に励振することができる。その上、基板の
面積を比較的大規模にもできることから、幅広い応用が
可能である。なお、圧電薄板aおよびbは板面Z1に設
けられている。The substrate is made of a non-piezoelectric material, and the ultrasonic wave transmitting / receiving means has a structure composed of ultrasonic devices A and B. The ultrasonic device A is a piezoelectric thin plate a and the interdigital transducer P i.
Since the ultrasonic device B is provided with the interdigital electrode group Q i on the piezoelectric thin plate b, the ultrasonic device B has a primary mode or a secondary mode or higher on the plate surface Z1 of the substrate that is in contact with the interdigital electrode P i . A surface acoustic wave of a mode can be excited. At this time, by adopting a structure in which the phase velocity of this surface acoustic wave is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave in the substrate alone, the electric energy applied from the interdigital transducer P i is converted into the surface acoustic wave. It is possible not only to increase the degree of vibration, but also to eliminate reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface between the piezoelectric thin plate and the substrate. In this way, surface acoustic waves can be efficiently excited on the plate surface Z1 of the substrate with low power consumption and without applying a high voltage. Moreover, since the area of the substrate can be made relatively large, a wide range of applications are possible. The piezoelectric thin plates a and b are provided on the plate surface Z1.
【0069】超音波デバイスAおよびBにおけるそれぞ
れの圧電薄板aおよびbの厚さをすだれ状電極の電極周
期長以下にし、すだれ状電極の電極周期長を1次モード
または2次以上のモードの弾性表面波の波長にほぼ等し
くする構造を採用することにより、すだれ状電極から加
えられる電気的エネルギーが弾性表面波に変換される度
合を大きくすることができるだけでなく、圧電薄板と非
圧電体で成る基板との界面での音響インピーダンスの不
整合等によって生じる反射等を除去することができる。
なお、すだれ状電極の電極周期長すなわち弾性表面波の
波長λに対する圧電薄板の厚さdの割合(d/λ)が小
さいほど効果は大きい。The thickness of each of the piezoelectric thin plates a and b in the ultrasonic devices A and B is set to be equal to or less than the electrode period length of the interdigital transducer, and the electrode period length of the interdigital electrode is elastic in the first mode or the second or higher modes. By adopting a structure that is approximately equal to the wavelength of the surface wave, it is possible not only to increase the degree of conversion of electric energy applied from the interdigital transducer into surface acoustic waves, but also to use piezoelectric thin plates and non-piezoelectric materials. It is possible to remove reflection and the like caused by mismatch of acoustic impedance at the interface with the substrate.
The smaller the electrode period length of the interdigital transducer, that is, the ratio (d / λ) of the thickness d of the piezoelectric thin plate to the wavelength λ of the surface acoustic wave, the greater the effect.
【0070】圧電薄板として圧電セラミック、PVDF
その他の高分子圧電フィルムを採用することにより、基
板に効率よく1次モードまたは2次以上のモードの弾性
表面波を励振することができる。圧電セラミックはその
分極軸の方向を厚さ方向と一致させる構造を採用するこ
とにより、基板に効率よく1次モードまたは2次以上の
モードの弾性表面波を励振することができる。Piezoelectric ceramics as the piezoelectric thin plate, PVDF
By adopting another polymer piezoelectric film, it is possible to efficiently excite the surface acoustic wave of the first-order mode or the second or higher order mode on the substrate. By adopting a structure in which the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic coincides with the thickness direction, it is possible to efficiently excite the first-order mode or second-order or higher-order mode surface acoustic waves on the substrate.
【0071】すだれ状電極を非圧電体で成る基板と圧電
薄板との界面に設けた構造を採用することにより、すだ
れ状電極に加えられる電気的エネルギーを効率よく弾性
表面波に変換することができる。By adopting a structure in which the interdigital electrodes are provided at the interface between the substrate made of a non-piezoelectric material and the piezoelectric thin plate, the electrical energy applied to the interdigital electrodes can be efficiently converted into surface acoustic waves. .
【0072】このようにして、本発明の超音波情報装置
は入力ペンで板面Z1に触れることにより処理の指示、
手書き文字の認識、仮名漢字変換などの文字入力、図形
や絵の描画、改行・挿入・削除などの操作をマニュアル
無しに初心者にも簡単に行うことができる。また、オプ
ション外付けキーボードを接続することも可能で、キー
ボード入力もできる。通信機能にも対応でき、プリン
タ、外付けCRTなども接続できる。In this way, the ultrasonic information device of the present invention gives a processing instruction by touching the plate surface Z1 with the input pen.
Even beginners can easily perform handwriting recognition, character input such as kana-kanji conversion, drawing of figures and pictures, and line feed / insertion / deletion without a manual. An optional external keyboard can also be connected, allowing keyboard input. It also supports communication functions, and can be connected to a printer, external CRT, etc.
【図1】本発明の超音波情報装置の一実施例を示す斜視
図。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an ultrasonic information device of the present invention.
【図2】タッチパネル部1の一実施例を示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of the touch panel unit 1.
【図3】図2のタッチパネル部1における超音波デバイ
ス7および9を示す平面図。3 is a plan view showing ultrasonic devices 7 and 9 in the touch panel unit 1 of FIG.
【図4】図2のタッチパネル部1の断面図。4 is a cross-sectional view of the touch panel unit 1 of FIG.
【図5】図2のタッチパネル部1に用いられているすだ
れ状電極の代わりに用いられるすだれ状電極の一実施例
を示す平面図。5 is a plan view showing an example of a comb-shaped electrode used in place of the comb-shaped electrode used in the touch panel unit 1 of FIG.
【図6】図1の超音波情報装置のタッチパネル部1をr
fパルスを用いて駆動する場合の構成図。FIG. 6 shows the touch panel unit 1 of the ultrasonic information device of FIG.
The block diagram in the case of driving using f pulse.
【図7】図6の構成図における各部〜における波形
図。FIG. 7 is a waveform diagram of each part of the configuration diagram of FIG.
【図8】図1の超音波情報装置のタッチパネル部1を遅
延線発振器を形成して駆動する場合の構成図。8 is a configuration diagram when the touch panel unit 1 of the ultrasonic information apparatus of FIG. 1 is driven by forming a delay line oscillator.
【図9】すだれ状電極T1,R11間における周波数に対
する挿入損失の関係を示す特性図。FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between frequency and insertion loss between the interdigital transducers T1 and R11.
【図10】すだれ状電極T1,R11間における周波数に
対する挿入損失の関係を示す特性図。FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the insertion loss and the frequency between the interdigital transducers T1 and R11.
【図11】3.96MHzのrfパルスを印加した場合
のすだれ状電極T1,R11間における応答特性を示す
図。FIG. 11 is a diagram showing response characteristics between the interdigital electrodes T1 and R11 when an rf pulse of 3.96 MHz is applied.
【図12】3.96MHzのrfパルスを印加した場合
のすだれ状電極T1,R11間における応答特性を示す
図。FIG. 12 is a diagram showing response characteristics between the interdigital electrodes T1 and R11 when an rf pulse of 3.96 MHz is applied.
【図13】図8に示す遅延線発振器における発振のスペ
クトルを示す特性図。13 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum in the delay line oscillator shown in FIG.
【図14】タッチパネル部1のガラス基板11を伝搬す
る弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the glass substrate 11 of the touch panel unit 1.
【図15】タッチパネル部1のガラス基板11を伝搬す
る弾性表面波の速度分散曲線を示す特性図。FIG. 15 is a characteristic diagram showing a velocity dispersion curve of a surface acoustic wave propagating through the glass substrate 11 of the touch panel unit 1.
【図16】圧電磁器薄板13の異なる2つの電気的境界
条件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合
係数k2 とkd値との関係を示す特性図。FIG. 16 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions.
【図17】圧電磁器薄板13の異なる2つの電気的境界
条件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合
係数k2 とkd値との関係を示す特性図。FIG. 17 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions.
【図18】圧電磁器薄板13の異なる2つの電気的境界
条件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合
係数k2 とkd値との関係を示す特性図。FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference under two different electrical boundary conditions of the piezoelectric ceramic thin plate 13.
【図19】圧電磁器薄板13の異なる2つの電気的境界
条件下での位相速度差から算出した実効的電気機械結合
係数k2 とkd値との関係を示す特性図。FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the effective electromechanical coupling coefficient k 2 and the kd value calculated from the phase velocity difference of the piezoelectric ceramic thin plate 13 under two different electrical boundary conditions.
1 タッチパネル部 2 情報処理部 3 パワースイッチ 4 ディスク挿入室 5 入力ペン格納室 6 カバー 7,8,9,10 超音波デバイス 11 ガラス基板 12 表示画面 13 圧電磁器薄板 T1,T2,T3,T4 すだれ状電極 R11,R12,R13,R14,R21,R22,R23,R24
すだれ状電極 R31,R32,R33,R34,R41,R42,R43,R44
すだれ状電極1 Touch Panel Section 2 Information Processing Section 3 Power Switch 4 Disk Insertion Room 5 Input Pen Storage Room 6 Cover 7, 8, 9, 10 Ultrasonic Device 11 Glass Substrate 12 Display Screen 13 Piezoelectric Ceramic Thin Plate T1, T2, T3, T4 Comb Electrodes R11, R12, R13, R14, R21, R22, R23, R24
Interdigital electrodes R31, R32, R33, R34, R41, R42, R43, R44
Interdigital electrode
Claims (15)
の超音波送受波手段を備え前記基板のもう一方の板面Z
2に表示画面を備えた情報入力手段と、情報記憶手段を
備えた情報処理手段とから成る超音波情報装置であっ
て、 前記情報入力手段は前記板面Z1に入力ペンのペン先を
接触させることによって情報を入力する手段を含み、 前記情報処理手段は前記ペン先によって接触された前記
板面Z1における被接触部分を特定する手段と、前記被
接触部分特定手段によって特定された被接触部分の位置
に基づき前記情報入力手段で入力された情報を検出する
入力情報検出手段とを含み、 前記超音波送受波手段はN組のすだれ状電極Pi(i=
1,2,……,N)と、前記すだれ状電極Piにそれぞ
れ対応するN個のすだれ状電極群Qi(i=1,2,…
…,N)とを含み、これらのすだれ状電極群Qiはそれ
ぞれ少なくとも2組のすだれ状電極Qi-1およびQi-2で
成り、 前記すだれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応する周波
数の電気信号を前記すだれ状電極Piに入力し、前記電
極周期長にほぼ等しい波長を有する弾性表面波を前記板
面Z1に励振する手段と、 前記板面Z1に励振された該弾性表面波の波長に応じて
前記すだれ状電極Qi- 1およびQi-2に現れる電気信号を
出力する手段とが設けてあり、 1つの前記超音波送受波手段における前記すだれ状電極
Piと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の伝搬
路と、別の前記超音波送受波手段における前記すだれ状
電極Piと前記すだれ状電極群Qiとの間の弾性表面波の
伝搬路とが互いに直交していて、 前記被接触部分特定手段は、前記板面Z1上の前記弾性
表面波の伝搬路における前記被接触部分を、前記すだれ
状電極Qi-1およびQi-2のうち出力される前記電気信号
の大きさが変化する前記すだれ状電極Qi-1またはQi-2
の位置から特定することを特徴とする超音波情報装置。 1. At least two on one plate surface Z1 of the substrate
The ultrasonic wave transmitting / receiving means
2 includes an information input means having a display screen and an information storage means.
It is an ultrasonic information device consisting of the information processing means provided.
Then, the information input means places the pen tip of the input pen on the plate surface Z1.
The information processing means includes means for inputting information by touching, and the information processing means
A means for identifying a contacted portion on the plate surface Z1;
Position of the contacted part specified by the contact part specifying means
The information input by the information input means is detected based on
Input information detection means, and the ultrasonic wave transmission / reception means includes N sets of interdigital electrodes P.i(I =
1, 2, ..., N) and the interdigital electrode PiTo that
Corresponding N comb-shaped electrode group Qi(I = 1, 2, ...
, N) and these interdigital electrode groups QiIs it
At least two comb-shaped electrodes Q eachi-1And Qi-2so
Consists of the interdigital transducer PiFrequency almost corresponding to the electrode cycle length of
A number of electrical signals to the interdigital electrode PiEnter the above
The surface acoustic wave having a wavelength approximately equal to the pole period is applied to the plate.
A means for exciting the surface Z1 and a means for exciting the surface acoustic wave on the plate surface Z1.
The interdigital transducer Qi- 1And Qi-2Electrical signal that appears in
Means for outputting, and the interdigital electrode in one of the ultrasonic wave transmitting / receiving means.
PiAnd the interdigital transducer group QiOf surface acoustic waves between and
Path and the interdigital transducer in another ultrasonic wave transmitting / receiving means.
Electrode PiAnd the interdigital transducer group QiOf surface acoustic wave between
The propagation paths are orthogonal to each other, The contacted portion identifying means is configured to apply the elasticity on the plate surface Z1.
The contacted portion in the propagation path of the surface wave is
Electrode Qi-1And Qi-2Out of the electrical signal
Of the interdigital transducer Q whose size changesi-1Or Qi-2
An ultrasonic information device characterized by being specified from the position of.
置をアドレスとし該位置に対応付けた情報をデータとし
たテーブルを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記被接触部分特定手段によっ
て特定された前記被接触部分の位置を前記情報記憶手段
によって前記アドレスとして入力し、当該アドレスから
読み出した前記データを前記情報入力手段で入力された
前記情報とすることを特徴とする請求項1に記載の超音
波情報装置。 2. The information storage means stores in advance a table in which information is associated with the position on the plate surface Z1 as an address, and the input information detection means identifies the contacted portion. The position of the contacted portion specified by the means is input as the address by the information storage means, and the data read from the address is used as the information input by the information input means. 1. The ultrasonic information device according to 1.
ターンを予め記憶しており、 前記入力情報検出手段は前記被接触部分特定手段によっ
て特定された前記被接触部分の位置の移動で形成される
軌跡と前記情報記憶手段から読みだした前記パターンと
の比較を行い、パターンマッチング法により前記情報入
力手段で入力された前記情報を検出することを特徴とす
る請求項1に記載の超音波情報装置。 3. The information storage means pre-stores patterns such as characters and symbols, and the input information detection means is formed by movement of the position of the contacted portion specified by the contacted portion specifying means. The ultrasonic information according to claim 1, characterized in that the information inputted by the information input means is detected by a pattern matching method by comparing the locus that is read with the pattern read from the information storage means. apparatus.
特定手段によって特定された前記被接触部分の位置を前
記情報入力手段で入力された前記情報とすることを特徴
とする請求項1に記載の超音波情報装置。 4. The input information detecting means uses the position of the contacted portion specified by the contacted portion specifying means as the information input by the information inputting means. Ultrasonic information device.
段で検出された前記情報を前記表示画面に所定の時間だ
け表示させておく手段を含むことを特徴とする請求項
1,2,3または4に記載の超音波情報装置。 5. The information processing unit includes a unit for displaying the information detected by the input information detection unit on the display screen for a predetermined time. 4. The ultrasonic information device according to 4.
され、 前記すだれ状電極Piの電極周期長にほぼ対応する少な
くとも2種類の周波数の電気信号を該すだれ状電極Pi
に入力し、前記電極周期長にほぼ等しい波長を有する少
なくとも2種類の弾性表面波を前記板面Z1に励振する
手段が設けられていて、 前記周波数と前記情報の前記色とを対応させる手段が設
けられていることを特徴とする請求項1,2,3,4ま
たは5に記載の超音波情報装置。 6. The information is displayed in at least two types of colors, and an electric signal having at least two types of frequencies substantially corresponding to the electrode period length of the interdigital electrodes P i is applied to the interdigital electrodes P i.
And means for exciting at least two kinds of surface acoustic waves having a wavelength substantially equal to the electrode period length to the plate surface Z1, and means for associating the frequency with the color of the information. The ultrasonic information device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the ultrasonic information device is provided.
i-2における電極周期長にはそれぞれ少なくともL1と
L2との2つが有り、 前記すだれ状電極Piに前記電極周期長L1またはL2
にほぼ対応する周波数の電気信号を入力し、前記板面Z
1に前記電極周期長L1またはL2にほぼ等しい波長の
弾性表面波を励振する手段が設けられていることを特徴
とする請求項1,2,3,4,5または6に記載の超音
波情報装置。 7. The interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q.
The electrode period length in i-2 has at least two of L1 and L2, respectively, and the interdigital electrode P i has the electrode period length L1 or L2.
Input an electric signal of a frequency almost corresponding to
The ultrasonic information according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein means 1 is provided for exciting a surface acoustic wave having a wavelength substantially equal to the electrode period length L1 or L2. apparatus.
力端は互いに電気的に接続点N1で接続されており、前
記すだれ状電極Qi-2のそれぞれの出力端は互いに電気
的に接続点N2で接続されており、 前記すだれ状電極Piに電気信号を入力する手段は、出
力端が前記すだれ状電極Piの入力端にそれぞれ接続さ
れたN個のスイッチSi(i=1,2,……,N)と、
該スイッチSiを順次に所定の周期で電気的にそれぞれ
断続するスイッチ制御手段とを含み、 前記板面Z1における弾性表面波の伝搬路の一部に前記
ペン先が接触したことを、前記接続点N1および前記接
続点N2に現れる電気信号の大きさから感知することを
特徴とする請求項1,2,3,4,5,6または7に記
載の超音波情報装置。 8. The output terminals of the interdigital transducer Q i-1 are electrically connected to each other at a connection point N1, and the output terminals of the interdigital transducer Q i-2 are electrically connected to each other. The means for inputting an electric signal to the interdigital transducer P i , which is connected at the connection point N2, is composed of N switches S i (i = i = n) whose output ends are connected to the input ends of the interdigital electrode P i. 1, 2, ..., N),
Switch control means for electrically connecting and disconnecting the switches S i sequentially and in a predetermined cycle, the connection of the contact of the pen tip to a part of the propagation path of the surface acoustic wave on the plate surface Z1 by the connection. 8. The ultrasonic information device according to claim 1, wherein detection is performed based on the magnitude of an electric signal appearing at the point N1 and the connection point N2.
互いに電気的に接続点NSで接続され、前記接続点N1
は増幅器を介して前記接続点NSに電気的に接続され、 前記すだれ状電極Piから前記すだれ状電極Qi-1に至る
間の前記基板で成る弾性表面波の伝搬路Di(i=1,
2,……,N)を遅延素子とする発振器Hi(i=1,
2,……,N)が構成されていて、 前記発振器Hiの信号ループは前記すだれ状電極Piと、
前記伝搬路Diと、前記すだれ状電極Qi-1と、前記増幅
器とから成ることを特徴とする請求項8に記載の超音波
情報装置。 9. The switch SiEach input end of
Are electrically connected to each other at a connection point NS, and the connection point N1
Is electrically connected to the connection point NS via an amplifier, The interdigital electrode PiTo the above-mentioned interdigital electrode Qi-1Leading to
Surface acoustic wave propagation path D consisting of the substrate betweeni(I = 1,
Oscillator H using 2, ..., N) as a delay elementi(I = 1,
2, ..., N), the oscillator HiSignal loop of the interdigital transducer PiWhen,
The propagation path DiAnd the interdigital electrode Qi-1And the amplification
9. The ultrasonic wave according to claim 8, characterized by comprising:
Information device.
で成り、該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電セラ
ミックの厚さ方向と平行であって、 前記すだれ状電極Piおよび前記すだれ状電極群Qiは前
記板面Z1に設けられていることを特徴とする請求項
1,2,3,4,5,6,7,8または9に記載の超音
波情報装置。 10. The substrate is made of a substantially transparent piezoelectric ceramic, and a direction of a polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to a thickness direction of the piezoelectric ceramic, and the interdigital electrode P i and the interdigital electrode group. The ultrasonic information device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or 9, wherein Q i is provided on the plate surface Z1.
り、前記超音波デバイスAは圧電薄板aに前記すだれ状
電極Piを設けて成り、前記超音波デバイスBは圧電薄
板bに前記すだれ状電極群Qiを設けて成り、 前記圧電薄板aおよびbは前記板面Z1に設けられてい
ることを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,
7,8または9に記載の超音波情報装置。 11. The substrate is made of a non-piezoelectric material, the ultrasonic wave transmitting / receiving means is made of ultrasonic wave devices A and B, and the ultrasonic wave device A is formed by providing the interdigital electrode P i on a piezoelectric thin plate a. The ultrasonic device B comprises a piezoelectric thin plate b provided with the interdigital electrode group Q i , and the piezoelectric thin plates a and b are provided on the plate surface Z1. 3, 4, 5, 6,
7. The ultrasonic information device according to 7, 8 or 9.
電極Piの電極周期長以下であり、前記圧電薄板bの厚
さは前記すだれ状電極Qi-1およびQi-2の電極周期長以
下であって、 前記すだれ状電極Pi,Qi-1およびQi-2の電極周期長
は1次モードまたは2次以上のモードの弾性表面波の波
長にほぼ等しく、 前記1次モードまたは2次以上の前記モードの弾性表面
波の位相速度は前記基板単体に励振される弾性表面波の
伝搬速度にほぼ等しいことを特徴とする請求項11に記
載の超音波情報装置。 12. The thickness of the piezoelectric thin plate a is not more than the electrode period length of the interdigital transducer P i , and the thickness of the piezoelectric thin plate b is the electrode of the interdigital transducers Q i-1 and Q i-2 . The period length is equal to or less than the period length, and the electrode period length of the interdigital electrodes P i , Q i-1 and Q i-2 is substantially equal to the wavelength of the surface acoustic wave in the first-order mode or in the second-order or higher modes. 12. The ultrasonic information device according to claim 11, wherein the phase velocity of the surface acoustic wave in the mode or in the second or higher modes is substantially equal to the propagation velocity of the surface acoustic wave excited in the single substrate.
ックで成り、該圧電セラミックの分極軸の方向は該圧電
セラミックの厚さ方向と平行であることを特徴とする請
求項11または12に記載の超音波情報装置。13. The piezoelectric thin plate a or b is made of piezoelectric ceramic, and the direction of the polarization axis of the piezoelectric ceramic is parallel to the thickness direction of the piezoelectric ceramic. Ultrasonic information device.
の他の高分子圧電フィルムで成ることを特徴とする請求
項11または12に記載の超音波情報装置。14. The ultrasonic information device according to claim 11, wherein the piezoelectric thin plate a or b is made of a polymer piezoelectric film such as PVDF.
状電極が設けられている方の板面を介して前記板面Z1
に固着されていることを特徴とする請求項11,12,
13または14に記載の超音波情報装置。15. The piezoelectric thin plate a or b has the plate surface Z1 through the plate surface on which the interdigital electrode is provided.
It is fixedly attached to
13. The ultrasonic information device according to 13 or 14.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29919792A JPH06149458A (en) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ultrasonic information device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29919792A JPH06149458A (en) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ultrasonic information device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06149458A true JPH06149458A (en) | 1994-05-27 |
Family
ID=17869402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29919792A Pending JPH06149458A (en) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | Ultrasonic information device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06149458A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7324096B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-01-29 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US7659889B2 (en) | 2004-12-28 | 2010-02-09 | Seiko Epson Corporation | Touch panel device |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP29919792A patent/JPH06149458A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7324096B2 (en) | 2000-05-22 | 2008-01-29 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US7705836B2 (en) | 2000-05-22 | 2010-04-27 | Fujitsu Limited | Touch panel device |
| US7659889B2 (en) | 2004-12-28 | 2010-02-09 | Seiko Epson Corporation | Touch panel device |
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